Pengaruh Kadar Bentonit Terhadap Kekuatan Geser Dari Cetakan Pasir

M.Ekaditya Albar / 0806331683

Paper Praktikum Pasir Cetak

Pengaruh Kadar Bentonit terhadap Kekuatan Geser dari Cetakan Pasir Dalam pengecoran diperlukan cetakan yang memiliki kekuatan geser dan kekuatan tekan yang baik. Dalam pembuatan cetakan pasir, diperlukan bahan pengikat. Bahan pengikat secara fisik adalah bentonit yang merupakan salah satu bahan galian yang sangat potensial untuk dikembangkan di Indonesia. Potensi endapan bentonit yang cukup besar tersebar di berbagai daerah di Indonesia diantaranya: Jawa Barat, Jawa Tengah dan Jawa Timur. Untuk daerah Jawa Barat endapan bentonit ditemukan antara lain di daerah Sukabumi, Garut dan Tasikmalaya. Secara umum bentonit yang ditemukan di alam dapat diklasifikasikan dalam dua macam yaitu sodium bentoniet dan calcium bentonite . Natrium bentonit mempunyai sifat mengembang (Swelling ) yang relatif tinggi dan banyak dipakai antara lain sebagai bahan untuk lumpur pengeboran minyak bumi ( drilling mud ), ), sedangkan kalsium bentonit bersifat tidak mengembang ( non swelling ) dan biasanya digunakan sebagai bahan pemucat ( bleaching earth), khususnya untuk memucatkan warna minyak sawit mentah yang mengkonsumsi

bentonit sebesar 3% dari total CPO yang diolah. Bentonit yang biasa digunakan digunakan dalam bidang casting antara lain sodium bentonite. Sifat-sifat dari sodium bentonite terdapat pada tabel 1

dan 2 pada bagian lampiran. Nilai kekuatan dari pasir cetak selalu berubah-ubah terkait dengan adanya kadar zat aditif yang ditambahkan, binders (zat ikat) yang dipakai (dalam hal ini adalah kadar bentonit ataupun lempung). Lempung adalah partikel-partikel dari diameter kurang dari 20 µ m yang terdapat dalam pasir cetak. Bentonit adalah salah satu dari jenis tanah lempung. Bentonit terdiri dari butir-butir halus dari 10 sampai 0,1 µ m yang fasa penyusun utamanya ialah monmorilonit (Al2O3.4SiO2.H2O). Bentonit merupakan pengikat pasir yang banyak

digunakan saat ini. Kekuatan geser dan tekan cetakan berbeda-berbeda menurut jenis dan jumlah pengikat serta kadar air. Kekuatan tekan dan geser yang kurang akan menyebabkan mudah pecahnya cetakan, sedangkan kekuatan yang berlebihan akan menyebabkan retak serta pembongkaran yang sulit. Salah satu sifat yang memiliki peranan penting dalam proses pembuatan cetakan adalah kekuatan geser. Sebelumnya telah diketahui bersama bahwa kekuatan tekan dari cetakan pasir sangat berperan dalam mengkompensasi tekanan yang berasal dari logam cair ( metallostatic pressure) dan menjaga bentuk cetakan agar tidak mengalami perubahan bentuk atau

1



deformasi. Kekuatan geser pada cetakan pasir berfungsi untuk mencegah pecahnya pecahnya pasir pada saat proses pengangkatan pola ( pattern ) dari dalam cetakan. Pada proses pengecoran yang masih menggunakan pola kayu sebagai pemberi bentuk benda cor, pengangkatan atau pemindahan pola kayu ini dilakukan dengan cara memberi gaya geser ( shear forced ). ). Seperti halnya kekuatan tekan, besarnya nilai kekuatan geser pada pasir sangat dipengaruhi oleh jenis binder , dan kadar air yang digunakan. Umumnya nilai 2

kekuatan geser basah untuk pengecoran pengecoran besi tuang adalah 200 gram / cm . Pengukuran nilai shear strengh pada material diatur dalam standard ASTM D 3080 . Pengujian pengaruh kadar bentonit terhadap kekuatan geser pasir adalah sebagai berikut: 1. Campuran bentonit dan pasir ditempatkan pada shear box dengan dimensi 6 x 6 cm

2

dengan ketebalan 4.1 cm. 2. Campuran tersebut didiamkan selama 24 jam untuk terjadi kompaksi. 3. Dilakukan pembebanan geser terhadap campuran tersebut. Skematis pembebanan geser ditunjukkan pada gambar 2 di lampiran. Grafik pengujian shear stress dapat dilihat pada gambar 3. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa penambahan kadar bentonit pada pasir memiliki kecenderungan untuk meningkatkan nilai kekuatan geser. Semakin besar konsentrasi bentonit maka shear stress cenderung semakin meningkat. Peningkatan Peningkatan nilai kekuatan geser dari cetakan pasir dapat dihubungkan dengan keadaan mikrostruktur dari pencampuran. Hasil perbandingan penampakan mikrostruktur antara pasir tanpa penambahan bentonit dengan pasir dengan penambahan bentonit dapat ditunjukkan oleh gambar 4 pada lampiran. Dari gambar tersebut terlihat bahwa dengan adanya penambahan bentonit pada pasir, permukaan cetakan yang terbentuk lebih halus dan tidak tampak adanya void pada permukaannya. Void dapat menjadi suatu indikasi terjadinya defect pada cetakan pasir dimana dapat menjadi suatu inisiasi terjadinya crack atau retakan pada cetakan bila dikenai oleh suatu gaya. Dari penjelasan diatas maka dapat disimpulkan bahwa pengaruh kadar bentonit terhadap tegangan geser dari pasir cetak adalah penambahan kadar bentonit akan meningkatkan kekuatan geser dari pasir cetak. Peningkatan nilai ini dikarenakan dikarenakan penambahan bentonit dapat membuat permukaan pasir cetak halus dan tidak ada void yang dapat menyebabkan menyebabkan inisiasi dari kerusakan cetakan. 2



Referensi:

1. Callister,William D. An Introduction Materials Science and Engineering ,7th ed.2007. 2. Chalermyanont, Chalermyanont, Tanit. Compacted Sand-Bentonite Mixtures for Hydraulic Containment Liners, 2004.

3. Laboratorium Metalurgi Proses Dept. Metalurgi dan Material FTUI. Modul Praktikum Pasir Cetak , 2011.

4. http://en.wikipedia.org/wiki/Bentonite 5. http://www.trainweb.org/wyomingrails/wymining/wybentonite.html

3



Lampiran

Gambar 1. Bentonit 1. Bentonit

Gambar 2. Skematis Pembebanan Geser

Gambar 3. Grafik Shear Grafik Shear Strength vs Normal Stress

4



Gambar 4. Mikrostruktur 4. Mikrostruktur Pasir Tanpa Bentonit (Kiri) dan dengan Bentonit (Kanan)

5

Pengaruh Kadar Bentonit Terhadap Kekuatan Geser Dari Cetakan Pasir

Recommend Documents