MODULUS PATAH DAN KUAT DESAK BAHAN PADAT
I. TUJUAN PERCOBAAN01
Percobaan ini bertujuan untuk:1. Mengukur modulus patah dan kuat
desak bahan padat berupa plester yang merupakan campuran semen dan
pasir.2. Mencari hubungan antara komposisi campuran dengan kuat
mekanik bahan.II. DASAR TEORIBahan merupakan bagian yang tak
terpisahkan dan memegang peranan yang penting dalam kehidupan tanpa
kita sadari. Transportasi, perumahan, pakaian, komunikasi,
rekreasi, dan produksi makanan hampir setiap segmen kehidupan
sehari hari dipengaruhi oleh bahan. Bahan memiliki sifat mekanik,
secara umum bahan padat memiliki sifat getas (Brittle) dan liat
(Ductile). Jika tegangan atau gaya yang diberikan melebihi batas
elastisitas maka benda akan mengalami keretakan lalu berubah bentuk
atau patah. Pada dasarnya, setiap bahan memiliki dua deformasi,
yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis. Bahan akan bisa
kembali ke bentuk semula jika ditarik saat masih berada di bawah
batas maksimal deformasi elastis. Namun, ketika sudah melebihi
batas, bahan tersebut mengalami deformasi plastis lalu mulai
berubah bentuk selanjutnya mengalami keretakan atau patah.
Hal yang perlu diperhatikan adalah pemilihan bahan dalam sebuah
kebutuhan harus sesuai dengan sifat dan karakteristik yang
dibutuhkan. Dalam percobaan kali ini bahan yang digunakan adalah
plester campuran semen dan pasir dengan berbagai perbandingan pasir
dan semen. Semen secara umum digunakan untuk membuat bangunan.
Namun, kalau hanya menggunakan campuran air dan semen
murni,campuran tersebut akan susah untuk mengering dan mengeras,
sehingga biasanya sering ditambahkan pasir. Semen ini dinamakan
sebagai semen terhidrat. Secara umum, kekuatan bahan semen
terhidrat mempunyai deformasi elastis yang kecil dibandingkan
dengan logam, karena kerapatan molekul semen terhidrat lebih
longgar dibandingkan dengan logam (Callister, 2010).Sifat dari
bahan plester yang merupakan campuran dari semen dan pasir antara
lain :1. Bersifat getas (Brittle)Karena sifatnya getasnya, bahan
sulit mengalami slip dan perubahan dimensi akibat pembebanan
kecil.2. Mudah patahBahan plester cenderung bersifat plastis dan
tidak elastis , maka jika terjadi pembebanan terlalu besar pada
bahan akan menimbulkan patah atau retakan.3. Stabil pada suhu
tinggi dan tidak mudah terbakarBahan memiliki thermal expansion
yang rendah dan juga stabil terhadap lingkungan.
Modulus patah merupakan tegangan lengkung maksimum yang mampu
ditahan suatu benda agar tidak patah. Tegangan lengkung tersebut
adalah hasil kali momen lengkung yang timbul akibat adanya gaya
dengan jarak bidang netral ke titik yang memberikan harga tengangan
lengkung maksimum (ymax) dibagi dengan momen inersia penampang
benda uji.
Sumbu netralyy
L
(a)
F
Sumbu netralyy
(b)Gambar 1. Gaya-gaya yang Bekerja pada Padatan dalam (a)
Metode Four Point Bending Strength dan (b) Metode Three Point
Bending StrengthGambar 1 merupakan ilustrasi metode yang dapat
dilakukan untuk melakukan pengukuran modulus patah , terdapat dua
jenis metode yaitu metode Four Point Bending Strength dan metode
Three Point Bending Strength.twSumbu netraltLFPenampang yang
menerima gaya F
Gambar 2. Luas Penampang Padatan yang Menerima Gaya FPada Gambar
2 diketahui bahwa sumbu netral dari bahan berada di pertengahan
tebal benda (t) dan membujur searah dengan lebar benda (w)Bila gaya
F dihasilkan oleh dongkrak hidrolik, maka nilai F dapat ditentukan
sebagai berikut.(1) FdenganP= tekanan hidrolik pembacaan A=
diameter piston (cm)
(2)Persamaan (2) di atas hanya berlaku jika diambil asumsi
sebagai berikut.1. Permukaan benda uji halus dan rata.2. Posisi
pisau pematah tepat di antara kedua penumpu.3. Penekanan secara
kontinyu dan steady.4. Titik berat sampel berada tepat di antara
kedua penumpu.5. Gaya berat sampel diabaikan.Prinsip kerja alat
modulus patah adalah pemberian gaya terhadap benda uji (sampel)
dengan cara memberi beban sedikit demi sedikit sehingga sampel akan
mengalami patah dengan pemanfaatan prinsip gaya lengkung
maksimum.
Kuat desak adalah besaran atau nilai gaya desak yang bekerja
pada luas penampang benda uji. Kuat desak dapat diartikan tegangan
desak maksimum yang mampu ditahan suatu benda agar benda tidak
mengalami keretakkan. Kuat desak dapat diilustrasikan seperti pada
gambar berikutN = -FF
Gambar 3. Gaya yang Bekerja pada Plester pada Percobaan
Pengukuran Kuat Desak PlesterTegangan yang ditimbulkan karena
pengaruh gaya (F) seperti yang terlihat pada Gambar 3 adalah
sebagai berikut.(3)dengan= kuat desak A= luas permukaan d= diameter
silinder piston (cm)P= tekanan indikator / hidrolik pembacaan Tanda
N pada Gambar 3 merupakan gaya normal yang diberikan permukaan
penahan benda. Jika N tidak ada, benda tidak akan mengalami
desakkan tetapi justru bergerak ke bawah.Persamaan (3) di atas
hanya berlaku jika diambil asumsi sebagai berikut.1. Permukaan
sampel halus dan rata.2. Penekanan berlangsung secara kontinyu dan
steady.Prinsip kerja alat uji kuat desak adalah benda diberikan
gaya dan tekanan hingga sampel mengalami retak. Permukaan sampel
dipilih yang paling rata agar distribusi gaya yang diterima sampel
akan merata diseluruh permukaan sampel. Banyak faktor yang
mempengaruhi kekuatan plester. Faktor yang mempengaruhi plester
yang terdiri dari campuran semen dan pasir antara lain :1. Bentuk
agregatBentuk agregat dari sampel sangat berpengaruh pada modulus
patah dan nilai kuat desak dari sampel. Bentuk agregat yang tidak
halus atau tidak rata dan kurang teratur akan menyebabkan sampel
atau plester mudah patah atau retak.2. Ukuran agregatUkuran agregat
berpengaruh pada nilai modulu patah dan kuat desak sampel. Ukuran
sampel atau plester yang ideal akan memberikan kekuatan atau
ketahanan terhadap beban atau tekanan yang maksimum.3.
HomogenitasHomogenitas adalah tingkat homogen atau pemerataan
komposisi sampel (semen dan pasir) di dalam sampel tersebut.
Semakin merata atau homogen komposisi semen dan pasir dalam sampel
tersebut maka semakin kuat atau besar ketahanannya terhadap beban
atau tekanan.4. UnsurUnsur berpengaruh dalam kekuatan dari sampel
atau plester tersebut. Semakin banyak unsur pasir didalam plester
maka semakin kecil nilai kuat desak dan modulus patah dari sampel
tersebut.5. PorositasJika porositasdari sampel atau bahan semakin
kecil maka semakin kuat daya tahan atau beban yang dapat ditahan
oleh bahan tersebut. Karena semakin kecil pororsitas maka ikatan
antar partikel semakin kuat, sehingga nilai modulus patah dan kuat
desaknya semakin besar. Sebaliknya jika porositas semakin besar
maka ikatan antar partikel semakin lemah dan nilai modulus patah
serta kuat desak bahan semakin kecil.6. Kondisi saat pembuatanJika
pembuatan dilakukan pada kondisi yang tepat akan menghasilkan
sampel yang mempunyai kekuatan dan kerapatan yang baik sehingga
nilai modulus patah dan kuat desaknya pun semakin besar. Kondisi
yang mempengaruhi kualitas dari bahan adalah saat kondisi waktu
pengeringan, suhu pembuatan, kelembapan dalam sampel , dan lain
lain.7. Umur sampelYang dimaksudkan umur disini dihitung sejak
plester dicetak. Kuat tekan dari sebuah plester akan bertambah
tinggi dengan bertambahnya umur sampel. Laju kenaikan kuat tekan
beton mula mula cepat , lama lama laju kenaikan itu semakin lambat,
dan laju kenaikan tersebut relatif sangat kecil setelah berumur 28
hari, sehingga secara umum dianggap tidak naik lagi setelah umur 28
hari (Tjokrodimuljo,2007).
III. METODOLOGI PERCOBAANA. BahanBahan-bahan yang digunakan
dalam percobaan ini adalah :1. Sampel A (semen : pasir = 1 : 3).2.
Sampel B (semen : pasir = 1 : 5).3. Sampel C (semen : pasir = 1 :
7).4. Sampel D (semen : pasir = 1 : 9).5. Sampel E (semen : pasir =
1 : 10).6. Sampel F (semen : pasir = 1 : 12).7. Sampel G (semen :
pasir = 1 : 14).8. Sampel H (semen : pasir = 1 : 16).Semua bahan di
atas diperoleh dari Laboratorium Analisis Bahan Jurusan Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.
B. AlatAlat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah :1.
Alat uji modulus patah.1110987653421Keterangan:1. Rangka alat uji
kuat desak.2. Pisau Pematah.3. Mur.4. Sampel / plester padatan.5.
Pisau-pisau penumpu.6. Piston.7. Kaca pelindung.8. Dongkrak
hidrolik.9. Indikator tekanan.10. Valve pelepas tekanan.11. Tuas
pengungkit.
Gambar 4. Rangkaian Alat Uji Modulus Patah2. Alat uji kuat
desak.10Keterangan:1. Rangka alat uji desak.2. Plat penekan atas.3.
Sampel / plester padatan.4. Plat penekan bawah.5. Piston.6. Kaca
pelindung.7. Dongkrak hidrolik.8. Indikator tekanan.9. Valve
pelepas tekanan.10. Tuas pengungkit.198654327
Gambar 5. Rangkaian Alat Uji Kuat Desak
3. Penggaris 30 cm.4. Jangka sorong.5. Kaca pembesar / lup.C.
Cara Percobaan1. Modulus PatahAlat uji modulus patah dipersiapkan
dengan memasang tuas pengungkit pada dongkrak hidrolik dan valve
pelepas tekanan dipastikan tertutup rapat. Dimensi sampel A diukur,
yakni lebar sampel (w) dan tebal sampel (t) menggunakan penggaris.
Jarak kedua ujung pisau penumpu (L) diukur menggunakan penggaris
dan diameter piston (d) diukur menggunakan jangka sorong. Sampel
diletakkan di atas kedua pisau penumpu sehingga posisi pisau
pematah tepat berada di tengah sampel. Posisi sampel dinaikkan
dengan cara mengungkit tuas sampai permukaan atas sampel menyentuh
pisau pematah. Indikator tekanan diamati dan pengungkitan
dilanjutkan secara perlahan sampai sampel patah. Angka yang
ditunjukkan indikator pada sampel patah dicatat. Posisi pisau
penumpu diturunkan dengan membuka valve pelepas tekanan. Percobaan
modulus patah untuk sampel A diulangi sebanyak dua kali. Percobaan
modulus patah diulangi kembali dengan mengganti sampel A dengan
sampel B, C, dan D dimana masing-masing sampel dilakukan sebanyak
tiga kali.2. Kuat DesakAlat uji kuat desak dipersiapkan dengan
memasang tuas pengungkit pada dongkrak hidrolik, valve pelepas
tekanan dipastikan tertutup rapat, plat penekan atas dan plat
penekan bawah dipastikan dalam kondisi bersih. Panjang sisi-sisi
permukaan sampel E yang akan menerima gaya diukur menggunakan
jangka sorong. Permukaan penerima gaya dari sampel E dipilih yang
paling halus, paling datar, dan bentuknya beraturan. Diameter
piston (d) diukur menggunakan jangka sorong. Sampel diletakkan pada
plat penekan bawah. Posisi sampel dinaikkan dengan cara mengungkit
tuas sampai permukaan atas sampel menyentuh plat penekan atas.
Indikator tekanan diamati dan pengungkitan dilanjutkan secara
perlahan sampai sampel menunjukkan keretakkan. Posisi plat penekan
bawah diturunkan dengan membuka valve pelepas tekanan. Angka yang
ditunjukkan indikator pada saat sampel retak dicatat. Percobaan
kuat desak untuk sampel E diulangi sebanyak dua kali. Percobaan
kuat desak diulangi kembali dengan mengganti sampel E dengan sampel
F, G, dan H, dimana masing-masing sampel dilakukan sebanyak tiga
kali.
D. Analisis Data1. Percobaan modulus pataha. Menghitung nilai
modulus patah sampel dengan metode three point bending strength:
(2) dengan,b= modulus patah, (kg/cm2)L= jarak antara 2 pisau
penumpu benda uji, (cm)w= lebar benda uji, (cm)t= tebal benda uji,
(cm)P= tekanan, (kg/)b. Menghitung nilai modulus patah rata-rata ()
(4)dengan= modulus patah rata-rata sampel = modulus patah percobaan
pertama = modulus patah percobaan kedua = modulus patah percobaan
ketiga
c. Persen (%) P dapat dihitung dengan persamaan : (5) dengan,P=
bagian komponen pasirO= bagian komponen semen
d. Membuat persamaan pendekatan modulus patah sebagai fungsi
komposisi P(x) dengan menggunakan metode regresi linier least
square : (6) Persamaan untuk mencari nilai m dan k: (7) (8)
dengan,y= modulus patah rata-rata sampel, (kg/cm2)m dan k=
konstantax= komposisi pasir dalam sampel, (%)n= jumlah datae.
Membuat persamaan pendekatan modulus patah sebagai fungsi komposisi
P(x) dengan metode regresi eksponensial : (9) (10) (11) dengan,y=
modulus patah rata-rata, (kg/cm2)x= komposisi pasir dalam sampel
(%)a dan b= konstanta Persamaan untuk mencari nilai A dan B: (12)
(13)dengan,y= modulus patah rata-rata sampel, (kg/cm2)A dan B=
konstantax= komposisi pasir dalam sampel, (%)n= jumlah data
f. Menghitung kesalahan relatif modulus patah hasil persamaan
regresi linier terhadap modulus patah hasil eksperimen : (14)
(15)
2. Percobaan kuat desaka. Pengukuran kuat desak dapat dihitung
dengan persamaan : (16) dengan, = kuat desak, (kg/cm2)P= tekanan,
(kg/cm2)A= luas penampang benda uji, (cm2)
b. Menghitung kuat desak rata-rata () (17)dengan= kuat desak
rata-rata sampel = kuat desak percobaan pertama = kuat desak
percobaan kedua = kuat desak percobaan ketiga Persen (%) P dapat
dihitung dengan persamaan : (5) dengan,P= bagian komposisi pasirO=
bagian komposisi semen
c. Membuat persamaan hubungan antara kuat desak rata-rata dan %P
dalam sampel dengan regresi linier least square : (6) dengan,y=
modulus patah rata-rata sampel, (kg/cm2)m dan k= konstantax=
komposisi pasir dalam sampel, (%)Persamaan untuk mencari nilai m
dan k (7) (8)dengan,y= kuat desak rata-rata sampel, (kg/cm2)m dan
k= konstantax= komposisi pasir dalam sampel, (%)n= jumlah dataa. b.
c. d. e. Membuat persamaan hubungan kuat desak dan %P dengan
regresi eksponensial : (9) (10) (11)dengan,y= kuat desak rata-rata,
(kg/cm2)x= komposisi pasir dalam sampel (%)a dan b=
konstantaPersamaan untuk mencari nilai A dan B : (12) (13)dengan,y=
kuat desak rata-rata sampel, (kg/cm2)A dan B= konstantax= komposisi
pasir dalam sampel, (%)n= jumlah data
f. Menghitung kesalahan relatif (18) (15)
IV. HASIL DAN PEMBAHASANTerdapat 2 percobaan yang dilakukan,
yaitu percobaan modulus patah dan kuat desak.A. Percobaan Modulus
PatahPercobaan ini menggunakan 4 sampel dengan komposisi pasir dan
semen yang berbeda beda. Sampel tersebut berupa plester dan
terdapat 3 plester untuk setiap sampel. Sampel A memiliki komposisi
75,00 % pasir dengan nilai modulus patah rata-rata sebesar 24,1507
kg/cm2. Sampel B memiliki komposisi 83,33 % pasir dengan nilai
modulus patah rata-rata sebesar 20,9637 kg/cm2. Sampel C memiliki
komposisi 87,50 % pasir dengan nilai modulus patah rata-rata
sebesar 16,0922 kg/cm2. Sampel D memiliki komposisi 90,00 % pasir
dengan nilai modulus patah rata-rata sebesar 14,3127
kg/cm2.Berdasarkan teori, semakin banyak komposisi pasir
dibandingkan semen dalam sampel, maka semakin kecil modulus patah.
Hal ini disebabkan semakin banyak komposisi pasir, semakin sedikit
komposisi semen sehingga semakin banyak pori pori dalam sampel.
Oleh karena itu, kekuatan sampel terhadap modulus patah menjadi
berkurang jika pori pori dalam sampel bertambah banyak. Hasil
Percobaan ini sudah sesuai dengan teori yang ada.Grafik hubungan
antara komposisi pasir dengan modulus patah didapatkan berdasarkan
hasil perhitungan dengan 2 metode, yaitu metode regresi linier dan
eksponensial.1. Metode Regresi Linier Least Square
Gambar 6. Hubungan antara Nilai Modulus Patah dan Komposisi
Pasir Metode Regresi Linier Least Square
Grafik pada Gambar 6 didapat berdasarkan pendeketan linier Least
Square , dari grafik diatas menunjukkan hubungan komposisi pasir
dengan modulus patah adalah berbanding terbalik dimana semakin
banyak komposisi pasir, semakin kecil nilai modulus patah.
Kesalahan relatif rata rata sebesar 4,44%.2. Metode Regresi
Eksponensial
Gambar 7. Hubungan antara Nilai Modulus Patah dan Komposisi
Pasir Metode Regresi Eksponensial
Grafik pada Gambar 7 didapat berdasarkan pendeketan eksponensial
, dari grafik diatas menunjukkan hubungan komposisi pasir dengan
modulus patah adalah berbanding terbalik dimana semakin banyak
komposisi pasir, semakin kecil nilai modulus patah. Kesalahan
relatif rata rata sebesar 5,31 %.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan 2 metode tersebut,
percobaan sesuai dengan teori dimana semakin banyak komposisi pasir
dalam sampel, semakin kecil nilai modulus patah. Penentuan hubungan
antara komposisi pasir dan modulus patah lebih baik menggunakan
metode regresi linier daripada eksponensial karena kesalahan rata
rata pada metode regresi linier lebih kecil daripada
eksponensial.
Untuk mendapatkan data modulus patah seperti pada grafik
digunakan asumsi asumsi dalam percobaan sebagai berikut :a. Plester
pada setiap sampel memiliki umur sama.b. Pembuatan plester sampel
dengan cara yang sama.c. Posisi kedua pisau pematah sejajar.d.
Campuran plester setiap sampel homogen dan memiliki komposisi yang
sama.Penyebab kesalahan relatif pada percobaan modulus patah adalah
:a. Pembacaan jangka sorong yang tidak tepat karena sudut pandang
penglihatan kurang sesuai.b. Pembacaan jarum indikator tekanan yang
tidak tepat karena sudut pandang penglihatan yang kurang
sesuai.
B. Perccobaan Kuat DesakPercobaan ini menggunakan 4 sampel
dengan komposisi pasir dan semen yang berbeda beda. Sampel tersebut
berupa plester dan terdapat 3 plester untuk setiap sampel. Sampel E
memiliki komposisi 90,91 % pasir dengan nilai kuat desak rata-rata
sebesar 5,0145 kg/cm2. Sampel F memilki komposisi 92,31 % pasir
dengan nilai kuat desak rata-rata sebesar 4,2813 kg/cm2. Sampel G
memiliki komposisi 93,33 % pasir dengan nilai kuat desak rata-rata
sebesar 3,4164 kg/cm2. Sampel H memiliki komposisi 94,12 % pasir
dengan nilai kuat desak rata-rata sebesar 3,2568 kg/cm2.Berdasarkan
teori, semakin banyak komposisi pasir dibandingkan semen dalam
sampel, maka semakin kecil kuat desak. Hal ini disebabkan semakin
banyak komposisi pasir, semakin sedikit komposisi semen sehingga
semakin banyak pori pori dalam sampel. Oleh karena itu, kekuatan
sampel terhadap kuat desak menjadi berkurang jika pori pori dalam
sampel bertambah banyak.Grafik hubungan antara komposisi pasir
dengan modulus patah didapatkan berdasarkan hasil perhitungan
dengan 2 metode, yaitu metode regresi linier dan eksponensial.1.
Metode Regresi Linier Least Square
Gambar 8. Hubungan antara Nilai Kuat Desak dan Komposisi Pasir
Metode Regresi Linier Least Square
Grafik pada Gambar 8 didapat berdasarkan pendeketan linier Least
Square , dari grafik diatas menunjukkan hubungan komposisi pasir
dengan nilai kuat desak adalah berbanding terbalik dimana semakin
banyak komposisi pasir, semakin kecil nilai kuat desak Kesalahan
relatif rata rata sebesar 2,64 %.
2. Metode Regresi Eksponensial
Gambar 9. Hubungan antara Nilai Kuat Desak dan Komposisi Pasir
Metode Regresi EksponensialGrafik pada Gambar 9 didapat berdasarkan
pendeketan eksponensial , dari grafik diatas menunjukkan hubungan
komposisi pasir dengan nilai kuat desak adalah berbanding terbalik
dimana semakin banyak komposisi pasir, semakin kecil nilai kuat
desak. Kesalahan relatif rata rata sebesar 2,65 %.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan 2 metode tersebut,
percobaan sesuai dengan teori dimana semakin banyak komposisi pasir
dalam sampel, semakin kecil nilai kuat desak. Penentuan hubungan
antara komposisi pasir dan kuat desak lebih baik menggunakan metode
regresi linier daripada eksponensial karena kesalahan rata rata
pada metode regresi linier lebih kecil daripada eksponensial.
Untuk mendapatkan data kuat desak seperti pada grafik digunakan
asumsi asumsi dalam percobaan sebagai berikut :Plester pada setiap
sampel memiliki umur sama.a. Pembuatan plester sampel dengan cara
yang sama.b. Porsi plat penekan atas dan bawah sejajar.c. Campuran
plester setiap sampel homogen dan memiliki komposisi yang
sama.Penyebab kesalahan relatif pada percobaan kuat desak adalah
:a. Pembacaan jangka sorong yang tidak tepat karena sudut pandang
penglihatan kurang sesuai.b. Pembacaan jarum indikator tekanan yang
tidak tepat karena sudut pandang penglihatan yang kurang
sesuai.
V. KESIMPULANKesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini
adalah :1. Hasil percobaan modulus patah dan kuat desak sampel
berbentuk grafik menurun, pada berbagai komposisi campuran pasir
dan semen memiliki hubungan berbanding terbalik, semakin banyak
komposisi pasir dalam sampel, maka nilai modulus patah dan kuat
desaknya semakin kecil.2. - Persamaan yang menyatakan hubungan
antara modulus patah dengan komposisi pasir dalam sampel dan
kesalahan relatif rata-ratanya adalah :Pendekatan linier Kesalahan
relatif rata-rata: 4,44 % Persamaan yang menyatakan hubungan antara
kuat desak dengan komposisi pasir dalam sampel dan kesalahan
relatifnya adalah :Pendekatan linier Kesalahan relatif rata-rata:
2,64 %
Hubungan antara komposisi campuran dengan kuat mekanik
bahanBerdasarkan teori, semakin besar komposisi dari semen maka
nilai modulus patah dan kuat desak akan semakin besar karena
semakin kecil komposisi pasir dalam sampel maka sampel akan semakin
getas, karena semen merupakan pelekat dalam sampel agar sampel
tidak rapuh. Nilai percobaan modulus patah dan kuat desak pada
percobaan ini sudah sesuai dengan teori.
VI. DAFTAR PUSTAKACallister, William D., 2010, Materials Science
and Engineering, anIntroduction, John Wiley and Sons, Inc., New
York.Primartomo, Adhi. 2015. Introduction to Materials Science and
Engineering,
http://www.slideshare.net/adhiprimartomo/mme-323-materials-science-week-1-intro-to-materials-science-engineering?qid=56afb46d-dab9-45dd-835f-d3562e720184&v=qf1&b=&from_search=1
(diakses tanggal 27 April 2015)Tjokrodimuljo, Kardiyono, Teknologi
Beton, edisi pertama, Biro Penerbit KMTS FT, Universitas Gadjah
Mada, Yogyakarta.
VII. LAMPIRANA. Identifikasi Hazard Proses dan Bahan Kimia1.
Pada saat menyeimbangkan plat penekan bawah pada alat uji kuat
desak , karena bahannya logam yang berat , berbahaya jika tidak
sengaja terjatuh.2. Jika lupa menutup valve pelepas tekanan dengan
rapat ,jika belum tertutup rapat maka saat tuas diungkit dapat
keluar oli dari alat.3. Penggunaan jangka sorong dalam pengukuran
sampel , rahang luar, dan rahang dalam dapat merusak sampel dan
melukai kulit.4. Debu dan pasir yang rusak dari sampel dapat
terhirup oleh hidung.5. Pasir pada saat percobaan dapat mengenai
mata.
B. Penggunaan Alat Perlindungan Diri1. Masker : mencegah pasir
dan debu masuk ke dalam saluran pernapasan.2. Goggle : mencegah
pasir dan debu masuk ke mata.3. Jas laboratorium : menghindari baju
dari debu dan minyak pada piston yang bisa menempel.4. Sarung
tangan : mencegah agar tangan tidak kotor dan tergores.5. Sepatu
safety : mengurangi rasa sakit seandainya piston tidak sengaja
jatuh dan mengenai kaki.
C. Manajemen LimbahPecahan dan patahan dari sampel dibersihkan
dan dibuang ke tempat yang telah disediakan. Lantai disapu agar
pecahan dan patahan dari sampel tidak kotor di lantai. Setelah
disapu, lantai dipel dan meja dilap agar lebih safety serta
menambah nilai kebersihan di laboratorium.
D. Data Percobaan1. Percobaan Modulus PatahDiameter silinder
piston (d)= 4,026 cm.Jarak kedua ujung pisau penumpu (L)= 4,7
cm.
Daftar I. Data Hasil Percobaan Modulus PatahNoSampelw (cm)t
(cm)P
1A(O : P = 1 : 3)3,0722,1684,0
23,0362,1483,5
33,1282,1344,0
4B(O : P = 1 : 5)3,0482,0483,5
53,0582,1323,5
63,3822,2483,0
7C(O : P = 1 : 7)3,1782,0182,0
83,4362,1983,0
93,0802,0002,5
10D(O : P = 1 : 9)3,2362,0822,5
113,2461,9922,0
123,1802,0982,0
2. Percobaan Kuat DesakDiameter silinder piston (d)= 5,308
cm
Daftar II. Data Hasil Pecobaan Kuat DesakNo.SampelA (cm2)P
1E(O : P = 1 : 10)35,28278,0
234,60497,5
333,79838,0
4F(O : P = 1 : 12)34,14625,5
532,85196,5
631,56187,0
7G(O : P = 1 : 14)31,58675,0
835,34945,5
933,44165,0
10H(O : P = 1 : 16)34,87005,0
1134,17325,0
1232,88305,0
E. Perhitungan1. Menghitung Nilai Modulus Patah () Sampel dengan
Persamaan (2)Contoh perhitungan diambil dari data nomor 1 pada
daftar I.P = 4,0 d = 4,026 cm L= 4,7 cmw= 3,072 cmt= 2,168 cm
Dengan cara yang sama akan diperoleh hasil perhitungan pada
daftar III.
Daftar III. Data Hasil Perhitungan Nilai Modulus Patah ()
SampelNoSampelw (cm)t (cm)P ()t2 (cm2)
1A(O : P = 1 : 3)3,0722,1684,04,700224,8500
23,0362,1483,54,613922,4132
33,1282,1344,04,554025,1890
4B(O : P = 1 : 5)3,0482,0483,54,194324,5584
53,0582,1323,54,545422,5872
63,3822,2483,05,053515,7457
7C(O : P = 1 : 7)3,1782,0182,04,072313,8625
83,4362,1983,04,831216,2113
93,0802,0002,54,00018,2027
10D(O : P = 1 : 9)3,2362,0822,54,334715,9873
113,2461,9922,03,968113,9287
123,1302,0982,04,401613,0221
2. Menghitung Nilai Modulus Patah Rata-rataContoh perhitungan
diambil dari data nomor 1 3 daftar III
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
IV.
Daftar IV. Data Hasil Perhitungan Nilai Modulus Patah
Rata-rataNoSampel
1A(O : P = 1 : 3)24,850024,1507
222,4132
325,1890
4B(O : P = 1 : 5)24,558420,9637
522,5872
615,7457
7C(O : P = 1 : 7)13,862516,0922
816,2113
918,2027
10D(O : P = 1 : 9)15,987314,3127
1113,9287
1213,0221
3. Membuat Persamaan Pendekatan Modulus Patah Rata-rata sebagai
Fungsi Komposisi P(X) dengan Metode Regresi Linier Least
SquareContoh perhitungan komposisi P(X) diambil pada sampel A
dengan O : P = 1 : 3
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
V.
Daftar V. Data Hasil Perhitungan Komposisi Pasir (X)NoSampelO :
PKomposisi (%)
1A1 : 375,00
2B1 : 583,33
3C1 : 787,50
4D1 : 990,00
Data untuk perhitungan regresi linier ada empat, yaitu , , , dan
.
Daftar VI. Data Hasil Perhitungan Hubungan Modulus Patah dan
Komposisi Pasir dalam Sampel dengan Metode Regresi Linier Least
SquareNoSampelX (%)X2
1A24,150775,001811,30515625,0000
2B20,963783,331746,97916944,4444
3C16,092287,501408,06437656,2500
4D14,312790,001288,14298100,0000
75,5193335,83336254,491528325,6944
Nilai m dan k dapat dihitung dengan persamaan (8) dan (9).
Sehingga diperoleh persamaan :(23)4. Membuat Persamaan
Pendekatan Modulus Patah Rata-rata sebagai Fungsi Komposisi P(X)
dengan Metode Regresi EksponensialContoh perhitungan diambil dari
sampel A pada daftar IV dan daftar V.
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
VII.
Daftar VII. Data Hasil Perhitungan Hubungan antara Modulus Patah
dan Komposisi Pasir dalam Sampel dengan Metode Regresi
EksponensialNoSampelX (%)y XX2
1A24,15073,184375,00238,82365625,0000
2B20,96373,042883,33253,56626944,4444
3C16,09222,778387,50243,10417656,2500
4D14,31272,661190,00239,50328100,0000
126,663911,6666335,8333974,997228325,6944
Nilai A dan B dapat dihitung dengan persamaan (29) dan (30).
Sehingga diperoleh persamaan(24)5. Menghitung Kesalahan Relatif
Modulus Patah Hasil Persamaan Regresi Linier Least Square dan
Persamaan Regresi Eksponensial terhadap Modulus Patah Hasil
Percobaana. Metode Pendekatan Regresi Linier Least SquareContoh
perhitungan diambil data sampel A pada daftar IV dan daftar V.
Kesalahan relatif = 2,69 %Dengan cara yang sama diperoleh hasil
perhitungan pada daftar VIII.
Daftar VIII. Data Hasil Perhitungan Kesalahan Relatif Modulus
Patah dengan Metode Regresi Linier Least SquareNoSampelX
(%)Kesalahan Relatif (%)
1A75,0024,150724,81952,69
2B83,3320,963719,29428,65
3C87,5016,092216,53162,66
4D90,0014,312714,87403,77
17,78
Dari data di atas dapat dihitung kesalahan relatif
rata-rata.
Kesalahan relatif rata-rata = 4,44 %
b. Metode Pendekatan Regresi EksponensialContoh perhitungan
diambil data sampel A pada daftar IV dan daftar V.
Kesalahan relatif = 4,29 %Dengan cara yang sama diperoleh hasil
perhitungan pada daftar IX.
Daftar IX. Data Hasil Perhitungan Kesalahan Relatif Modulus
Patah dengan Metode Regresi Linier Least SquareNoSampelX
(%)Kesalahan Relatif (%)
1A75,0024,150725,23414,29
2B83,3320,963718,885311,01
3C87,5016,092216,33771,50
4D90,0014,312714,97734,44
21,24
Dari data di atas dapat dihitung kesalahan relatif
rata-rata.
Kesalahan relatif rata-rata = 5,31 %6. Menghitung Standar
Deviasi Percobaan Modulus PatahContoh data perhitungan diambil data
dari nomor 1-3 pada daftar IV.
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
X.
Daftar X. Data Hasil Perhitungan Standar Deviasi Percobaan
Modulus PatahNoSampelX (%)Standar Deviasi
1A75,0024,15071,2364
2B83,3320,96373,7765
3C87,5016,09221,7739
4D90,0014,31271,2406
7. Menghitung Nilai Kuat Desak () Sampel dengan Persamaan
(16)Contoh perhitungan diambil dari data nomor 1 pada daftar II.P =
8,0 = 3,14d = 5,308 cmA=35,2827 cm2
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
XI.
Daftar XI. Data Hasil Perhitungan Nilai Kuat Desak ()
SampelNoSampelA (cm2)P ()
1E(O : P = 1 : 10)35,28278,05,0149
234,60497,54,7935
333,79838,05,2351
4F(O : P = 1 : 12)34,14625,53,5625
532,85196,54,3761
631,56187,04,9053
7G(O : P = 1 : 14)31,58675,03,5010
835,34945,53,4412
933,44165,03,3069
10H(O : P = 1 : 16)34,87005,03,1714
1134,17325,03,2361
1232,88305,03,3630
8. Menghitung Nilai Kuat Desak Rata-rataContoh perhitungan
diambil dari data nomor 1 3 daftar XI
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
XII.
Daftar XII. Data Hasil Perhitungan Nilai Kuat Desak
Rata-rataNoSampel
1E(O : P = 1 : 10)5,01495,0145
24,7935
35,2351
4F(O : P = 1 : 12)3,56254,2813
54,3761
64,9053
7G(O : P = 1 : 14)3,50103,4164
83,4412
93,3069
10H(O : P = 1 : 16)3,17143,2568
113,2361
123,3630
9. Membuat Persamaan Pendekatan Kuat Desak Rata-rata sebagai
Fungsi Komposisi P(X) dengan Metode Regresi Linier Least
SquareContoh perhitungan komposisi P(X) diambil pada sampel E
dengan O : P = 1 : 10
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
XIII.
Daftar XIII. Data Hasil Perhitungan Komposisi Pasir (X)NoSampelO
: PKomposisi (%)
1E1 : 1090,91
2F1 : 1292,31
3G1 : 1493,33
4H1 : 1694,12
Data untuk perhitungan regresi linier ada empat, yaitu , , , dan
.
Daftar XIV. Data Hasil Perhitungan Hubungan Kuat Desak dan
Komposisi Pasir dalam Sampel dengan Metode Regresi Linier Least
SquareNoSampelX (%)X2
1E5,014590,91455,8648264,4628
2F4,281392,31395,19638520,7101
3G3,416493,33318,86128711,1111
4H3,256894,12306,52428858,1315
15,9690370,66781476,445734354,4155
Nilai m dan k dapat dihitung dengan persamaan (8) dan (9).
Sehingga diperoleh persamaan :
10. Membuat Persamaan Pendekatan Kuat Desak Rata-rata sebagai
Fungsi Komposisi P(X) dengan Metode Regresi EksponensialContoh
perhitungan diambil dari sampel E pada daftar XII dan daftar
XIII.
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
XV.
Daftar XV. Data Hasil Perhitungan Hubungan antara Kuat Desak dan
Komposisi Pasir dalam Sampel dengan Metode Regresi
EksponensialNoSampelX (%)y XX2
1E5,01451,612390,91146,57598264,4628
2F4,28131,454392,31134,23898520,7101
3G3,41641,228693,33114,66738711,1111
4H3,25681,180894,12111,12958858,1315
15,96905,4759370,6678506,611634354,4155
Nilai A dan B dapat dihitung dengan persamaan (12) dan (13).
Sehingga diperoleh persamaan
11. Menghitung Kesalahan Relatif Kuat Desak Hasil Persamaan
Regresi Linier Least Square dan Persamaan Regresi Eksponensial
terhadap Kuat Desak Hasil Percobaana. Metode Pendekatan Regresi
Linier Least SquareContoh perhitungan diambil data sampel E pada
daftar XII dan daftar XIII.
Kesalahan relatif = 0,02 %Dengan cara yang sama diperoleh hasil
perhitungan pada daftar XVI.
Daftar XVI. Data Hasil Perhitungan Kesalahan Relatif Kuat Desak
dengan Metode Regresi Linier Least SquareNoSampelX (%)Kesalahan
Relatif (%)
1E90,915,01455,01370,02
2F92,314,28134,20101,91
3G93,333,41643,60505,23
4H94,123,25683,14933,41
10,58
Dari data di atas dapat dihitung kesalahan relatif
rata-rata.
Kesalahan relatif rata-rata = 2,64 %b. Metode Pendekatan Regresi
EksponensialContoh perhitungan diambil data sampel E pada daftar
XII dan daftar XIII.
Kesalahan relatif = 0,81 %Dengan cara yang sama diperoleh hasil
perhitungan pada daftar XVII.
Daftar XVII. Data Hasil Perhitungan Kesalahan Relatif Modulus
Patah dengan Metode Regresi Linier Least SquareNoSampelX
(%)Kesalahan Relatif (%)
1E90,915,01455,05530,81
2F92,314,28134,13863,45
3G93,333,41643,57394,41
4H94,123,25683,19461,95
10,61
Dari data di atas dapat dihitung kesalahan relatif
rata-rata.
Kesalahan relatif rata-rata = 2,65 %12. Menghitung Standar
Deviasi Percobaan Kuat DesakContoh data perhitungan diambil data
dari nomor 1-3 pada daftar XII.
Dengan cara yang sama diperoleh hasil perhitungan pada daftar
XVIII.
Daftar XVIII. Data Hasil Perhitungan Standar Deviasi Percobaan
Kuat DesakNoSampelX (%)Standar Deviasi
1E90,915,01450,1803
2F92,314,28130,5523
3G93,333,41640,0812
4H94,123,25680,0796
1
14