Analisis Variasi Komposisi Fly Ash dan Bentonit pada Pengikat Cetakan Pasir terhadap Permeabilitas, Kekuatan Tekan dan Fluiditas Green Sand Mold
| Main Author: | Novinda Tegar Herwido; Mahasiswa |
|---|---|
| Format: | PeerReviewed eJournal |
| Bahasa: | ind |
| Terbitan: |
SKRIPSI Jurusan Teknik Elektro - Fakultas Teknik UM
, 2016
|
| Online Access: |
http://karya-ilmiah.um.ac.id/index.php/TE/article/view/50882 |
Daftar Isi:
- ABSTRACT Herwido, Novinda Tegar. 2016. Analisis Variasi Komposisi Fly Ash dan Bentonit pada Pengikat Cetakan Pasir terhadap Permeabilitas, Kekuatan Tekan dan Fluiditas Green Sand Mold. Skripsi, Program Studi S1 Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Drs., H. Putut Murdanto, S.T., M.T, (II) Rr. Poppy Puspitasari, S.Pd., M.T., Ph.D.Kata Kunci: Green Sand Mold, Bentonit, Fly Ash, Permeabilitas, Kekuatan Tekan, FluiditasGreen Sand Mold adalah jenis cetakan dalam pengecoran logam berbahan baku pasir yang diberi pengikat dan memiliki kandungan air. Pengikat cetakan pasir yang umum digunakan adalah bentonit. Selama ini telah banyak penelitian yang membuktikan bahwa bentonit merupakan pengikat ideal bagi cetakan pasir, tetapi harga bentonit dipasaran tinggi. Produksi limbah abu bekas pembakaran batu bara (fly ash) di Indonesia melimpah membuat harga fly ash lebih ekonomis dan mudah diperoleh. Bentonit dan fly ash dilihat dari senyawa penyusun memiliki kemiripan yaitu kandungan CaO (lempung). Berdasarkan alasan tersebut maka secara teori, fly ash dapat digunakan sebagai pengikat cetakan pasir.Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis penggunaan fly ash sebagai campuran pengikat terhadap permeabilitas, kekuatan tekan dan fluiditas dengan bentuk pre-experimental model one-shot case study. Green sand mold diberi treatment variasi kadar pengikat berupa fly ash dan bentonit. Langkah pengujian diawali dengan pengujian permeabilitas. Pengujian permeabilitas menggunakan Permeability Tester untuk mengetahui volume udara yang berhasil dialirkan cetakan tiap menit (cm3/menit). Setelah itu dilanjutkan pengujian kekuatan tekan menggunakan Universal Sand Strength untuk mengetahui kemampuan cetakan menahan tekanan dari aliran logam cair tiap satuan luas (N/cm2). Terakhir untuk pengujian fluiditas dilakukan dengan metode Birmingham. Melalui metode ini dapat diketahui panjang alir lelehan logam (mm) yang dapat mengisi pola cetakan dengan ketebalan berbeda.Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan diperoleh tiga informasi penting. Pertama, nilai permeabilitas terendah dimiliki oleh cetakan pasir dengan campuran fly ash 4% dan bentonit 5%. Hal ini disebabkan kadar bentonit dan fly ash hampir seimbang sehingga ruang antar butir pasir semakin sempit diisi oleh kedua pengikat tersebut. Meskipun nilai permeabilitas yang dimiliki cetakan ini terendah, tetapi permeabilitasnya paling ideal diantara dua perlakuan lain (antara 50–170 cm3/menit). Kedua, nilai kekuatan tekan dari semua cetakan pasir tinggi (diatas 0–1,0 kg/cm2). Kekuatan tekan yang tinggi berdampak pada pembongkaran yang sulit tetapi cetakan terhindar dari kerontokan. Tetapi seiring dengan penambahan fly ash, nilai kekuatan tekan semakin menurun. Hal ini disebabkan karena kadar CaO yang berlebih membuat reaksi cementing agent tidak sempurna. Ketiga, Hasil penelitian menunjukkan bahwa fluiditas dari semua cetakan tidak ada yang sesuai pola. Hal ini disebabkan karena temperatur penuangan yang terlalu rendah sehingga berpengaruh pada kekentalan logam, salah alir, dan sumbat dingin.ABSTRACT Herwido, Novinda Tegar. 2016. Analyze the Composition of Variation Fly Ash and Bentonite in the Binder of Molding Sand Permeability, Compressive Strength and Fluidity of Green Sand Mold. Thesis, Mechanical Engineering Department, Mechanical Engineering Program, Faculty of Engineering, State University of Malang. Advisors: (I) Drs., H. Putut Murdanto, S.T., M.T, (II) Rr. Poppy Puspitasari, S.Pd., M.T., Ph.D.Keywords: Green Sand Mold, Bentonite, Fly Ash, Permeability, Compressive Strength, FluidityGreen Sand Mold is a type of molding in foundry sand raw material which has binder and contains water. Molding sand binder which commonly used is bentonite. Previous studies showed that bentonite is an ideal binder for sand molding, yet the price is quite high in the market. The production of coal burning ashes (fly ash) in Indonesia is high thus it makes the price of fly ash more economical and can be obtained easily. Bentonite and fly ash have similar CaO compound (clay). Based on this reason, theoretically, fly ash can be used as a binder in sand molding.This study aimed to analyze the use of fly ash as a binder mixture to the permeability, compressive strength and fluidity to form pre-experimental model of a one-shot case study. Green sand mold treatment was given binder content variation in the form of fly ash and bentonite. The pre test began with permeability testing. Permeability testing used permeability tester to determine the flowed air volume per minute (cm3/minutes). Compressive strength testing was used Universal Sand Strength to determine the ability of molds to withstand the pressure of the molten metal flow per unit area (N/cm2). Fluidity testing conducted by the Birmingham method. Through this method, it could be revealed the melted metal flow length (mm) which filled molds pattern with varying thickness. Based on this research, there were three important information. First, the value of the lowest permeability was owned by a sand mold with a mixture of 4% fly ash and 5% bentonite. It was caused by the similarity of bentonite and fly ash amount therefore the space between the grains of sand was narrower if it was filled by two binders. Although the permeability owned by this molds was low, but it had the most ideal permeability among the two other treatments (between 50–170 cm3/minutes). Second, the value of the compressive strength of all the sand mold was high (above 0–1.0 kg/cm2). High compressive strength affected disassembly difficulty but it avoid mold loss. However, the more fly ash added, the value of compressive strength was decreased. This was due to the excess of CaO content which made the cementing agent reaction was imperfect. Third, the results showed that the fluidity of all molds was not suit the pattern at all. It was caused by the low pouring temperature that affected viscosity metal, false flow, and cold plug.