ANALISA TINGKAT REDAMAN BUNYI KOMPOSIT SERAT BATANG …

i

ANALISA TINGKAT REDAMAN BUNYI KOMPOSIT

SERAT BATANG BAMBU PETUNG BERDASARKAN

ORIENTASI ARAH PEMASANGAN SERAT

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Persyaratan

Guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T)

Disusun Oleh :

KORNELLIUS ENDI MARWANTO

Nomer Induk : 155214018

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

SOUND LEVEL ANALYSIS ABSORBER OF PETUNG

BAMBOO FIBER COMPOSITE BASED FIBER

ORIENTATION VARIATIONS

FINAL PROJECT

As Partial Fulfillment of the Requirement

To Obtained The Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By :

KORNELLIUS ENDI MARWANTO

Student Number : 155214018

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2019






vii

ABSTRAK

Meningkatnya volume kendaraan bermotor dan makin maraknya

pembangunan yang menggunakan alat berat di daerah-daerah serta perkotaan,

berdampak pada munculnya kebisingan. Kebisingan yang terjadi terus-menerus

dapat menggangu kesehatan pendengaran serta komunikasi verbal. Kebisingan

dapat dikurangi dengan penggunaan material peredam bunyi. Tujuan utama dalam

penelitian ini adalah dapat mengetahui koefisien penyerapan bunyi, kekuatan

tarik, regangan serta modulus elastisitas pada setiap variasi penyusunan arah serat

komposit serat batang bambu petung.

Penelitian ini menggunakan serat batang bambu petung yang telah

direndam dengan proses alkalisasi (NaOH) sebesar 5% selama 2 jam. Matriks

yang digunakan adalah resin Polyester dan katalis (MEPOXE). Komposit dibuat

dengan variasi penyusunan serat acak, searah, dan anyam dengan volume serat

25% diatas cetakan berbahan kaca dengan ukuran 30 cm x 25 cm x 0,5 cm dengan

metode Hand Lay Up. Pengujian yang dilakukan pada komposit guna

memperoleh data adalah pengujian redaman bunyi dan pengujian tarik.

Dari penelitian yang telah dilakukan didapatkan nilai koefisien penyerapan

bunyi terbesar terdapa pada komposit dengan variasi serat acak dengan nilai

koefisien sebesar 0,49 pada frekuensi 6500 Hz, sesuai dengan standar ISO 11654.

Nilai rata-rata kekuatan tarik tertinggi terjadi pada komposit dengan variasi serat

searah yaitu 34,18 MPa. Nilai rata-rata regangan tertinggi terjadi pada komposit

dengan variasi serat searah yaitu 0,0123. Nilai rata-rata modulus elastisitas

tertinggi terjadi pada komposit dengan variasi serat anyam yaitu 3,42 GPa.

Kata Kunci : Komposit, Orientasi arah serat, Serat bambu petung, Koefisien

penyerapan bunyi.


viii

ABSTRACT

Increasing the volume of motorized vehicles and the increasingly

widespread development using heavy equipment in the regions and cities, has an

impact on the emergence of noise. Continuous noise can interfere with hearing

health and verbal communication. Noise can be reduced by the use of

soundproofing materials, one of which is composite. The main objective in this

study was to be able to determine the sound absorption coefficient, tensile

strength, strain and elastic modulus in each variation in the direction arrangement

of fiber fibers of petung bamboo stems.

This research uses a fiber of bamboo petung that has been soaked with an

alkalization (NaOH) process of 5% for 2 hours. The matrix used is Polyester resin

and catalyst (MEPOXE). Composites are made by varying the composition of

random, unidirectional, and woven fibers with 25% fiber volume over glass molds

with a size of 30 cm x 25 cm x 0.5 cm using the Hand Lay Up method. Tests

performed on composites to obtain data are sound attenuation and tensile testing.

From the research that has been done, the highest sound absorption

coefficient is obtained in composites with random fiber variations with a

coefficient of 0.49 at a frequency of 6500 Hz, in accordance with ISO 11654

standard. The highest average tensile strength occurs in composites with direct

fiber variation which is 34.18 MPa. The highest average value of strain occurs in

composites with unidirectional fiber variation which is 0.0123. The highest

average modulus of elasticity occurs in composites with a variation of woven fiber

which is 3.42 GPa.

Keywords : Composite, Fiber direction orientation, Petung bamboo fiber,

Coefficient of sound absorption.


ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat yang

berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik dan tepat

waktu. Skripsi ini merupakan salah satu syrat wajib untuk memenuhi persyaratan

dalam menyelesaikan program studi sarjana di Program Pendidikan Teknk Mesin

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Jogjakarta.

Berkat doa, bimbingan serta nasihat yang diberikan oleh berbagai pihak

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan maksimal, maka dengan

segala kerendahan hati, penulis menghaturkan terima kasih kepada :

1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi M.T. selaku Kepala Program Pendidikan

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

3. Budi Setyahandana, S.T., selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah

membimbing penulis selama proses studi dan penyelesaian skripsi.

4. Dr. Eng. I Made Wicaksana Ekaputra, selaku Dosen Pembimbing

Akademik yang telah membimbing selama proses studi di Program Studi

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma,

Yogyakarta.

5. Ir. Rines, M.T., selaku Kepala Laboratorium Ilmu Logam, Program Studi

Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, yang mengijinkan

dan memfasilitasi dalam pelaksanaan penelitian.

6. Martanto, M.T., selaku Kepala Laboratorium Tugas Akhir, Program Studi

Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, yang

mengijinkan dan memfasilitasi dalam pelaksanaan penelitian.

7. Damar Widjaja, M.T., selaku Kepala Laboratorium Rangkaian Listrik,

Program Studi Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta,

yang mengijinkan dan memfasilitasi dalam pelaksanaan penelitian.



xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

TITLE PAGE ................................................................................................ ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN ..................................................................... v

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .............................................. vi

ABSTRAK ................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................. viii

KATA PENGANTAR ................................................................................. ix

DAFTAR ISI ............................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xviii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1

1.1. Latar Belakang .......................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ..................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ....................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian ...................................................................... 3

1.5. Manfaat Penelitian ................................................................... 4

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ............................ 5

2.1. Dasar Teori ................................................................................ 5

2.1.1. Bambu ............................................................................. 5

2.1.2. Komposit ......................................................................... 7

A. Matriks ....................................................................... 8

a. Jenis Material Pengisi Komposit .............................. 9

b. Fungsi Matriks .......................................................... 10

B. Fiber ........................................................................... 11

a. Jenis Fiber Penguat Komposit .................................. 12

b. Fungsi Fiber .............................................................. 13

C. Metode Pembuatan Komposit .................................... 13

2.1.3. Mekanika Komposit ....................................................... 15


xii

2.1.4. Fraksi Volume Komposit ................................................ 16

2.1.5. Polimer ............................................................................ 17

A. Polimer Thermoset dan Thermoplastic ........................... 18

2.1.6. Serat ................................................................................ 18

A. Serat Alami ...................................................................... 19

a. Jenis Serat Alami ........................................................... 19

B. Serat Sintetis/Buatan ....................................................... 20

a. Serat Mineral .................................................................. 20

b. Serat Polimer .................................................................. 21

C. Jenis Penyusunan Serat ................................................... 22

2.1.7. Resin ............................................................................... 25

2.1.8. Alkalisasi ........................................................................ 27

2.1.9. Katalis ............................................................................. 27

2.1.10. Uji Tarik ........................................................................ 29

2.1.11. Uji Redaman Bunyi ...................................................... 32

2.2. Tinjauan Pustaka ......................................................................... 35

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 37

3.1. Diagram Alir Penelitian ............................................................ 37

3.2. Persiapan Penelitian .................................................................. 38

3.2.1. Alat dan Bahan ................................................................ 38

A. Alat ................................................................................. 38

B. Bahan .............................................................................. 43

3.2.2. Alat Pendukung Penelitian .............................................. 45

A. Alat Pengujian Tarik ...................................................... 45

B. Alat Pengujian Redaman Bunyi ..................................... 46

3.2.3. Perendaman Serat Batang Bambu ................................... 49

3.2.4. Perhitungan Fraksi Komposit ......................................... 49

3.2.5. Pembuatan Komposit ...................................................... 50

3.2.6. Pembuatan Alat Uji Peredaman Bunyi ........................... 51

3.2.7. Dimensi Benda Pengujian ............................................... 52

A. Benda Uji Redaman Bunyi ............................................ 52

B. Benda Uji Tarik .............................................................. 53


xiii

3.2.8. Proses Pengujian ............................................................. 54

A. Pengujian Redaman Bunyi ............................................. 54

B. Pengujian Tarik .............................................................. 54

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN ..................................................... 56

4.1. Hasil Pengujian ........................................................................ 56

4.1.1. Hasil Uji Redaman Bunyi .............................................. 56

4.1.2. Hasil Uji Tarik ............................................................... 64

4.2. Pembahasan Pengujian ............................................................. 76

4.2.1. Pembahasan Uji Redaman Bunyi .................................. 76

4.2.2. Pembahasan Uji Tarik .................................................... 77

BAB V PENUTUP .................................................................................... 81

5.1. Kesimpulan ............................................................................... 81

5.2. Saran ......................................................................................... 82

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 83

LAMPIRAN ............................................................................................... 86


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Anatomi tumbuhan bambu ..................................................... 5

Gambar 2.2 Klasifikasi jenis-jenis Komposit ............................................ 8

Gambar 2.3 Ilustrasi Matrik dan Fiber penyusun Komposit ...................... 8

Gambar 2.4 Klasifikasi Matrik berdasarkan material pengisinya .............. 9

Gambar 2.5 Fiberglass sebagai contoh Polymers Matrix Composite ....... 9

Gambar 2.6 Insulator pada busi sebagai contoh Ceramiks Matrix

Composite ...............................................................................

10

Gambar 2.7 Baja ringan sebagai contoh Metals Matrix Composite ........... 10

Gambar 2.8 Ilustrasi Fibrous Composite ................................................... 12

Gambar 2.9 Ilustrasi Laminated Composite ............................................... 12

Gambar 2.10 Ilustrasi Particular Composite ............................................... 13

Gambar 2.11 Pembuatan komposit dengan metode Spray Up ..................... 14

Gambar 2.12 Pembuatan komposit dengan metode Hand Lay Up ............. 14

Gambar 2.13 Pembuatan komposit dengan metode Injection molding ....... 15

Gambar 2.14 Mikromekanik dan Makromekanik pada Komposit ............... 15

Gambar 2.15 Tumbuhan untuk serat alami .................................................. 19

Gambar 2.16 Serat pada batang kayu ........................................................... 19

Gambar 2.17 Serat dari bagian bulu domba ................................................. 20

Gambar 2.18 Serat Fiberglass ...................................................................... 20

Gambar 2.19 Serat dari bahan baja .............................................................. 20

Gambar 2.20 Serat Karbon ........................................................................... 21

Gambar 2.21 Serat polivinyl alkohol (PVOH) ............................................. 21

Gambar 2.22 Serat polivinyl khlorida (PVC) ............................................... 22

Gambar 2.23 Bahan serat Elastromer .......................................................... 22

Gambar 2.24 Ilustrasi Continuous Fiber Composite .................................... 23

Gambar 2.25 Ilustrasi Woven Fiber Composite ........................................... 23

Gambar 2.26 Ilustrasi Aligned discontinuous fiber ...................................... 23

Gambar 2.27 Ilustrasi Off-axis aligned discontinuous fiber ........................ 24

Gambar 2.28 Ilustrasi Randomly oriented discontinuous fiber .................... 24

Gambar 2.29 Ilustrasi Hybrid Fiber Composite ........................................... 25

Gambar 2.30 Resin Polyester ....................................................................... 26


xv

Gambar 2.31 Katalis MEPOXE ................................................................... 28

Gamvar 2.32 Ilustrasi spesimen Uji Tarik ................................................... 29

Gambar 2.33 Grafik perbandingan Tegangan dengan Regangan ................ 30

Gambar 2.34 Ilustrasi Resonator Space ....................................................... 35

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ......................................................... 37

Gambar 3.2 Timbangan digital .................................................................. 38

Gambar 3.3 Cetakan kaca .......................................................................... 39

Gambar 3.4 Gerinda potong ....................................................................... 39

Gambar 3.5 Amplas ................................................................................... 39

Gambar 3.6 Gelas ukur .............................................................................. 40

Gambar 3.7 Cutter ...................................................................................... 40

Gambar 3.8 Jangka sorong ......................................................................... 41

Gambar 3.9 Pipet tetes ............................................................................... 41

Gambar 3.10 Sarung tangan ......................................................................... 41

Gambar 3.11 Spatula .................................................................................... 42

Gambar 3.12 Sendok teh .............................................................................. 42

Gambar 3.13 Gelas plastik ........................................................................... 42

Gambar 3.14 Orientasi serat anyam ............................................................. 43

Gambar 3.15 Orientasi serat searah ............................................................. 43

Gambar 3.16 Orientasi serat acak ................................................................ 43

Gambar 3.17 Resin Polyester R-108 ............................................................ 44

Gambar 3.18 Katalis MEPOXE ................................................................... 44

Gambar 3.19 NaOH berbentuk kristal ......................................................... 45

Gambar 3.20 Realease agent ........................................................................ 45

Gambar 3.21 Alat pengujian Tarik (GOTECH KT-7010A2) ...................... 46

Gambar 3.22 Ilustrasi alat uji peredaman bunyi .......................................... 46

Gambar 3.23 Amplifier ................................................................................ 47

Gambar 3.24 Audio Frequency Generator ................................................... 47

Gambar 3.25 Multimeter .............................................................................. 48

Gambar 3.26 Sound Level Meter .................................................................. 48

Gambar 3.27 Speaker ................................................................................... 48

Gambar 3.28 Ukuran spesimen Uji Redaman Bunyi ................................... 53


xvi

Gambar 3.29 Dimensi Standar Uji Tarik ASTM D638-02 type 1 ............... 53

Gambar 4.1 Grafik nilai penyerapan bunyi resin tanpa serat ..................... 61

Gambar 4.2 Grafik nilai penyerapan bunyi komposit dengan variasi arah

serat acak ................................................................................

61


serat searah .............................................................................

62


serat anyam .............................................................................

62

Gambar 4.5 Grafik intesitas penyerapan bunyi pada resin tanpa serat dan

komposit dengan variasi arah serat ........................................

63

Gambar 4.6 Grafik koefisien penyerapan bunyi pada resin tanpa serat

dan komposit dengan variasi arah serat ..................................

63

Gambar 4.7 Grafik nilai kekuatan tarik pada spesimen resin tanpa serat .. 69

Gambar 4.8 Grafik nilai regangan spesimen resin tanpa serat ................... 69

Gambar 4.9 Grafik nilai modulus elastisitas spesimen resin tanpa serat ... 70

Gambar 4.10 Grafik nilai kekuatan tarik komposit dengan variasi serat

acak .........................................................................................

70

Gambar 4.11 Garfik nilai regangan komposit dengan variasi serat acak ..... 71

Gambar 4.12 Grafik nilai modulus elastisitas komposit dengan variasi

serat acak ................................................................................

71


searah ......................................................................................

72

Gambar 4.14 Grafik nilai regangan komposit dengan variasi serat searah .. 72


serat serah ...............................................................................

73


anyam .....................................................................................

73

Gambar 4.17 Grafik nilai regangan komposit dengan variasi serat anyam . 74


serat anyam .............................................................................

74

Gambar 4.19 Grafik rata-rata kekuatan tarik pada spesimen resin tanpa

serat dan komposit dengan variasi arah serat .........................

75


xvii

Gambar 4.20 Grafik rata-rata regangan pada spesimen resin tanpa serat

dan komposit dengan variasi arah serat ..................................

75

Gambar 4.21 Grafik rata-rata modulus elastisitas pada spesimen resin

tanpa serat dan komposit dengan variasi arah serat ...............

76

Gambar 4.22 Celah dan Void pada spesimen komposit ............................... 80


xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat mekanika bambu petung .......................................... 7

Tabel 2.2 Dimensi spesimen D 638-02 ............................................ 29

Tabel 3.1 Karakteristik bambu petung ............................................. 49

Tabel 4.1 Data pengujian redaman bunyi pada kondisi tanpa sekat

komposit ...........................................................................

57

Tabel 4.2 Data pengujian redaman bunyi pada kondisi dengan

sekat resin tanpa serat ......................................................

58


sekat komposit serat acak ................................................

58


sekat komposit serat searah ..............................................

59


sekat komposit serat anyam .............................................

59

Tabel 4.6 Data rata-rata penyerapan bunyi pada kondisi tanpa

sekat dan dengan sekat komposit .....................................

60

Tabel 4.7 Koefisien penyerapan bunyi komposit dengan variasi

arah serat dan tanpa serat .................................................

60

Tabel 4.8 Dimensi spesimen resin tanpa serat ......................................... 65

Tabel 4.9 Kekuatan tarik dan regangan spesimen resin tanpa serat ......... 65

Tabel 4.10 Modulus elastisitas spesimen resin tanpa serat ........................ 65

Tabel 4.11 Dimensi komposit dengan variasi serat acak ................... 66

Tabel 4.12 Kekuatan tarik dan regangan komposit dengan variasi

serat acak ..........................................................................

66

Tabel 4.13 Modulus elastisitas komposit dengan variasi serat acak .......... 66

Tabel 4.14 Dimensi komposit dengan variasi serat searah ........................ 66

Tabel 4.15 Kekuatan tarik dan regangan komposit dengan variasi serat

searah .......................................................................................

66

Tabel 4.16 Modulus elastisitas komposit dengan variasi serat searah ....... 67

Tabel 4.17 Dimensi komposit dengan variasi serat anyam ........................ 67

Tabel 4.18 Kekuatan tarik dan regangan komposit dengan variasi serat

anyam .......................................................................................

67

Tabel 4.19 Modulus elastisitas komposit dengan variasi serat anyam ....... 67

Tabel 4.20 Rata-rata kekuatan tarik pada spesimen komposit ................... 68

Tabel 4.21 Rata-rata regangan pada spesimen komposit ........................... 68

Tabel 4.22 Rata-rata modulus elastisitas spesimen komposit .................... 68


xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Spesimen Uji Redaman Bunyi ..................................................... 86

Lampiran 2. Spesimen Uji Tarik Komposit Serat Acak ................................... 87

Lampiran 3. Spesimen Uji Tarik Komposit Serat Searah ................................ 87

Lampiran 4. Spesimen Uji Tarik Komposit Serat Anyam ............................... 88

Lampiran 5. Spesimen Uji Tarik Bahan Resin Tanpa Serat ............................ 89

Lampiran 6. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Komposit Serat Acak ................... 89

Lampiran 7. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Komposit Serat Searah ................. 89

Lampiran 8. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Komposit Serat Anyam ................ 90

Lampiran 9. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Bahan Resin Tanpa Serat ............. 90


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini penggunaan kendaraan bermotor sangat tinggi dan semakin

banyak pula jenis-jenis kendaraan yang diproduksi, disamping itu kebutuhan pada

material yang lebih ramah lingkungan serta tahan terhadap gangguan kebisingan

dari luar terutama bagi masyarakat yang tinggal di kawasan perkotaan dan daerah

industri juga semakin meningkat akibat penggunaan alat-alat berat. Dampak yang

terjadi dari kebisingan secara terus-menerus akan mengakibatkan gangguan pada

kesehatan pendengaran serta menggangu komunikasi verbal. Saat ini material

yang digunakan untuk meredam bunyi kebanyakan merupakan material berbahan

dasar glasswool yang sebenarnya tidak baik bagi kesehatan karena saat terkena

kikisan maka partikelnya akan masuk ke pori-pori kulit dan dapat terhirup oleh

saluran pernafasan hingga dapat menimbulkan sesak pernafasan selain itu material

glasswool memiliki harga yang cukup mahal. Untuk mengatasi kebutuhan tersebut

maka saat ini mulai dikembangkan material yang mampu memenuhi kebutuhan

infrastruktur yang fleksibel serta mampu meredam kebisingan secara lebih efisien

dan ramah lingkungan, maka dikembangkanlah material komposit.

Material komposit mulai banyak dipilih sebagai bahan dalam pembuatan

barang perlengkapan infrastruktur karena memiliki berbagai macam keunggulan

antara lain ekonomis, kuat, kaku, ringan dan memiliki ketahanan terhadap paparan

korosi yang tinggi. Untuk mencapai segala keuntungan dari material komposit

tersebut. Maka, bambu dipilih sebagai material pengikat dalam komposit. Saat ini

bambu merupakan material yang memiliki banyak manfaat dan kegunaan

terutama pada bagian batangnya. Batang bambu memiliki ketahanan yang baik

dan padat tetapi mudah untuk diproses, selain itu bambu juga sangat mudah

didapatkan karena memiliki waktu panen hanya sekitar 3 sampai 5 tahun. Potensi

bambu juga sangat besar di beberapa daerah dan bersifat renewable serta sangat

sesuai dalam bidang industri. Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan


2

sebelumnya, sebagai material industri bambu memiliki kelebihan sebagai berikut

(Janssen, JAA,1988 dalam Morisco, 1990) :

1) Bambu mempunyai sifat-sifat mekanika yang baik.

2) Pengerjaan bambu hanya membutuhkan peralatan yang sederhana.

3) Kulit luar bambu mengandung banyak silika yang membuat bambu

terlindungi.

Untuk bambu yang digunakan pada penelian adalah jenis bambu petung

(Dendrocalamus asper Back). Bambu petung dipilih karena secara alami tersebar

luas mulai dari Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi, Bali, Lombok, Kepulauan

Nusatenggara sampai Maluku. Di daerah Jawa sendiri bambu petung sering

dipergunakan sebagai bahan bangunan dan bahan kayu struktural, karena sangat

mudah untuk didapatkan maka seiring dengan berkembangnya kebutuhan manusia

pada bahan material maka bambu menjadi alternatif lain guna memenuhi

kebutuhan tersebut. Namun bambu sendiri juga perlu diproses untuk menambah

daya gunanya dalam penelitian kali ini pengambilan serat bambu diperkuat

dengan material pendukung sehingga terbentuk material komposit. Seperti yang

kita ketahui bahwa komposit memiliki pengertian sebagai campuran atau

kombinasi dari dua bahan atau lebih dalam sekala mikro untuk membentuk bahan

ketiga yang memiliki manfaat lebih. Maka, dalam penelitian ini digunakanlah

keunggulan dari serat bambu untuk membuat material komposit. Sedangkan untuk

bahan penguatnya sendiri menggunakan cairan resin Polyester. Cairan resin

Polyester sendiri dipilih karena memiliki sifat biokompatible serta memiliki

kualitas bentuk yang baik dan sangat mudah dibentuk. Ditinjau dari segala

keuntungan dari materi-materi pembentuk komposit diatas, akan diketahui

pengaruh pada sifat mekanis alkalisasi komposit serat batang bambu berdasarkan

variasi arah serat. Dalam proses untuk mengetahui pengaruh pada sifat mekanis

serta tingkat peredaman bunyi pada alkalisasi komposit serat batang bambu

petung, maka dilakukan pengujian tarik serta pengujian redaman bunyi.


3

1.2 Rumusan Masalah

Komposisi penyusunan dan pemasangan orientasi arah serat pada

pembuatan komposit mempengaruhi kemampuan penyerapan bunyi dan sifat

mekanis dari material komposit. Rumusan masalah pada penelitian tugas akhir

ini adalah seberapa besar komposit dapat meredam bunyi serta dapat

mengetahui tingkat elastisitas pada material komposit serat batang bambu

petung.

1.3 Batasan Masalah

Adapun Batasan Masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Material Fiber yang dipergunakan adalah serat batang bambu petung yang

telah dikeringkan

2. Material Matriks yang dipergunakan adalah resin Polyester R-108

3. Material pengeras yang digunakan adalah katalis MEPOXE

4. Variasi arah penyusunan serat yang dipergunakan adalah anyam, searah, dan

acak.

5. Komposit serat batang bambu petung memilki dua lapisan dengan

presentase serat sebesar 25% dari volume komposit.

6. Metode pengujian yang dilakukan adalah Uji Tarik serta Pengujian

Redaman Bunyi.

7. Standar spesimen uji tarik adalah ASTM D638-02 Type 1.

8. Standar pengujian peredaman bunyi adalah ISO 11654 : 1997

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui kemampuan komposit serat batang bambu petung sebagai

material peredam.

2. Mengetahui kekuatan tarik komposit serat batang bambu petung.

3. Mengetahui regangan komposit serat batang bambu petung.

4. Mengetahui modulus elastisitas komposit serat batang bambu petung.


4

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang didapat setelah melaksanakan penelitian ini adalah

sebagai berikut :

1. Dapat bermanfaat bagi rekan pembaca dalam membantu penulisan karya

ilmiah lanjutan.

2. Dapat menambah referensi pustaka dalam perbendaharaan literatur kampus.

3. Dapat mengetahui pengaruh mekanis serta kemampuan penyerapan bunyi

pada komposit serat batang bambu petung berdasarkan variasi penyusunan

arah serat dengan pengujian tarik serta pengujian bunyi.

4. Dapat menambah wawasan dalam metode pembuatan komposit bagi

pembaca yang akan melaksanakan penelitian lanjutan.

5. Dapat dimanfaatkan bagi masyarakat luas dalam penggunaan di

pembangunan infastruktur bangun ruang setelah mengalami proses

penyempurnaan.


5

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Bambu

Bambu merupakan salah satu hasil hutan non kayu yang sangat penting

bagi pembangunan Indonesia. Bambu telah menjadi bahan baku produk seperti

mebel, anyaman, ukiran, perabot rumah tangga, alat musik dan konstruksi. Secara

umum bambu memiliki anatomi tumbuhan seperti yang ditunjukkan pada Gambar

2.1.

Gambar 2.1 Anatomi tumbuhan bambu

(Sumber : http://kebun-bambu.blogspot.com/2013/01/anatomi-bambu.html)

Bambu termasuk zat higroskopis, artinya bambu mempunyai afinitas

terhadap air, baik dalam bentuk uap maupun cairan. Menurut Dransfield dan

Widjaja (1995) kadar air batang bambu merupakan faktor penting dan dapat

mempengaruhi sifat-sifat mekanisnya.


http://kebun-bambu.blogspot.com/2013/01/anatomi-bambu.html

6

Menurut Janssen (1981) faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan bambu

adalah :

a. Kekuatan tarik bambu akan menurun dengan meningkatnya kandungan air

b. Bagian arah melintang bahan. Kekuatan tarik maksimum bagian luar batang

bambu paling besar dibandingkan dengan bagian-bagian yang lain.

Kekuatan tarik maksimum yang besar diiringi oleh persentase serabut

sklerenkim yang besar pula

c. Ada tidaknya nodia, didalam inter nodia selnya berorientasi kearah sumbu

aksialnya, sedang didalam nodia selnya berorientasi kearah sumbu

transfersal. Oleh sebab itu batang yang bernodia memiliki kekuatan lebih

besar dari batang yang tidak bernodia.

Terkusus dalam penelitian ini dipilihlah jenis bambu petung. Bambu

petung (Dendrocalamus asper Back) dikenal sebagai jenis bambu berukuran besar

dengan diameter batang bawah dapat mencapai 26 cm dan tinggi 25 m. Secara

alami tersebar luas mulai dari Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi, Bali,

Lombok, Kepulauan Nusatenggara sampai Maluku. Tumbuh baik di tempat-

tempat yang tinggi, > 300 m dpl, berbukit dan beriklim basah (Verhoef, 1957;

Sastrapradja., et al, 1977; Sutiyono, 1992). Selain faktor alam (tanah, iklim),

faktor sosial ekonomi dan budaya juga berpengaruh terhadap keberadaan suatu

jenis tanaman. Sebagai hasil hutan bukan kayu, batang-batang bambu petung

tergolong keras dan kuat sehingga sering digunakan sebagai bahan konstruksi

bangunan rumah-rumah sederhana di pedesaan atau jembatan. Sebagaimana

batang-batang jenis bambu yang lain, batang bambu petung juga digunakan

sebagai bahan baku kertas dengan tuingkat rendemen tinggi. Selain batangnya,

rebung atau batang bambu muda (2 minggu) sering diambil untuk bahan sayuran

yang diperdagangkan di pasar-pasar tradisionil. Dari aspek teknik silvikultur,

bambu petung tergolong mudah diperbanyak dengan stek-stek cabangnya yang

besar-besar dengan tingkat keberhasilan cukup tinggi (>60%). Pertumbuhan dan

perkembangan batang-batang bambu dimulai dari munculnya batang-batang muda

atau rebung pada dasar rumpun selama musim hujan. Kemudian tumbuh dan


7

berkembang memanjang dan membesar menjadi batang dewasa dan setelah

musim hujan berhenti maka pertumbuhan dan perkembangan juga berhenti.

Ukuran tinggi dan diameter batang juga tidak akan berkembang lagi walaupun

pada musim hujan berikutnya. Oleh karena itu, besar kecilnya ukuran batang

(tinggi, diameter) sangat tergantung kepada curah hujan pada saat musim hujan

dan tingkat kesuburan tanah.

Penelitian sifat fisika dan mekanika bambu dari bahan bambu petung

dalam kurun waktu 10 tahun terakhir dilakukan oleh mahasiswa S1,S2 dan S3

JTSL UGM yang dirangkum oleh Irawati dan Saputra (2012). Bambu petung yang

digunakan memiliki kadar air rata-rata 15,38% dengan usia bambu 3-5 tahun.

Melalui penelitian serta analisa statistik sifat mekanika bambu petung didapatkan

hasil seperti pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Sifat mekanika bambu petung (Irawati dan Saputra, 2012)

2.1.2 Komposit

Komposit adalah suatau sistem material yang merupakan gabungan atau

kombinasi dari dua atau lebih bahan pada skala mikro untuk membentuk material

ketiga yang lebih bermanfaat (Jones, 1975). Klasifikasi Komposit ditunjukan pada

Gambar 2.2.

Sifat Mekanika Mpa

Kuat lentur 134,972

Kuat tarik sejajar serat 228

Kuat tekan sejajar serat 49,206

Kuat tekan tegak lurus serat 24,185

Kuat geser sejajar serat 9,505

Modulus elastisitas lentur 12888,477


8

Gambar 2.2 Klasifikasi jenis-jenis Komposit (Deborah, 2009)

Sifat-sifat material hasil gabungan dari satu material dengan material

lainnya diharapkan mampu memperbaiki kekurangan sifat masing-masing

material. Sifat-sifat yang dapat diperbaiki antara lain yaitu kekuatan, kekakuan,

ketahanan korosi, ketahanan aus, berat, attractive, ketahanan lelah, pengaruh

terhadap temperatur, isolasi panas, penghantar panas, isolasi akustik (Jones,

1999). Material komposit secara umum terdiri dari fiber dan matriks seperti yang

ditampilkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Ilustrasi Matrik dan Fiber penyusun komposit

(Sumber : http://artikel-teknologi.com/pengertian-material-komposit/)

A. Matrik

Matriks adalah bagian komposit yang berfungsi sebagai pengisi dan pengikat

yang mendukung, melindungi serta dapat mendistribusikan beban ke material

penguat.


http://artikel-teknologi.com/pengertian-material-komposit/

9

a. Jenis Material Pengisi Komposit

Berdasarkan material pengisinya, matriks dapat dibedakan menjadi tiga

seperti ditunjukan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Klasifikasi Matrik berdasrkan material pengisinya.

(Sumber : http://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id/wp-

content/uploads/sites/7/2013/03/Material-Komposit.pdf)

PMC (Polymers Matrix Composite)

Merupakan komposit yang menggunakan material polimer sebagai fasa

pengisi dan pengikat matrik. Contoh : Fiberglass ditunjukkan dengan Gambar 2.5

dibawah.

Gambar 2.5 Fiberglass sebagi contoh material Polymers Matrix Composite

CMC (Ceramiks Matrix Composite)

Merupakan komposit yang menggunakan material keramik sebagai fasa

pengisi dan pengikat matrik. Contoh : Karbon/Gelas, pembuatan isolator busi.


http://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id/wp-content/uploads/sites/7/2013/03/Material-Komposit.pdf

http://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id/wp-content/uploads/sites/7/2013/03/Material-Komposit.pdf

10

Gambar 2.6 menunjukan contoh penggunaan Ceramiks Matrix Composite pada

insulator busi.

Gambar 2.6 Insulator pada busi sebagai contoh Ceramiks Matrix Composite

(Sumber : https://totalotomotif.com/konstruksi-busi/)

MMC (Metals Matrix Composite)

Merupakan komposit yang menggunakan material logam (metal) sebagai

fasa pengisi dan pengikat matrik. Contoh : Boron/Aluminium. Gambar 2.7

menunjukan contoh penggunaan Metals Matrix Composite pada pembuatan baja

ringan.

Gambar 2.7 Baja ringan sebagai contoh Metals Matrix Composite

b. Fungsi Matriks

Matriks dalam komposit mempunyai fungsi sebagai berikut :

Mentransfer tegangan ke serat

Membentuk ikatan koheren, permukaan matrik/serat

Melindungi serat

Memisahkan serat


https://totalotomotif.com/konstruksi-busi/

11

Melepas ikatan

Tetap stabil setelah proses manufaktur

B. Fiber

Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat)

yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit.

Adanya dua penyusun komposit atau lebih menimbulkan beberapa daerah dan

istilah penyebutannya; Matrik (penyusun dengan fraksi volume terbesar), Penguat

(Penahan beban utama), Interphase (pelekat antar dua penyusun), interface

(permukaan phase yang berbatasan dengan phase lain). Secara struktur mikro

material komposit tidak merubah material pembentuknya (dalam orde kristalin)

tetapi secara keseluruhan material komposit berbeda dengan material

pembentuknya karena terjadi ikatan antar permukaan antara matriks dan filler.

Syarat terbentuknya komposit: adanya ikatan permukaan antara matriks dan filler.

Ikatan antar permukaan ini terjadi karena adanya gaya adhesi dan kohesi Dalam

material komposit gaya adhesi-kohesi terjadi melalui 3 cara utama:

1) Interlocking antar permukaan → ikatan yang terjadi karena kekasaran

bentuk permukaan partikel.

2) Gaya elektrostatis → ikatan yang terjadi karena adanya gaya tarik-menarik

antara atom yang bermuatan (ion).

3) Gaya vanderwalls → ikatan yang terjadi karena adanya pengkutupan antar

partikel.

Kualitas ikatan antara matriks dan filler dipengaruhi oleh beberapa variabel antara

lain:

Ukuran partikel

Rapat jenis bahan yang digunakan

Fraksi volume material

Komposisi material

Bentuk partikel

Kecepatan dan waktu pencampuran

Penekanan (kompaksi)

Pemanasan (sintering)


12

a. Jenis Fiber Penguat Komposit

Berdasarkan cara penguatannya komposit dapat dibedakan menjadi tiga

(Jones,1975) yaitu :

Fibrous Composite (komposit serat) merupakan jenis komposit yang hanya

terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat serat

atau fiber. Fiber yang digunakan yaitu glass fibers, carbon fibers, aramid

fibers (poly aramide) dan sebagainya. Ilustrasi Fibrous Composite

ditampilkan dengan Gambar 2.8 dibawah.

Gambar 2.8 Ilustrasi Fibrous Composite

Laminated Composite (komposit lapisan) merupakan jenis komposit yang

terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap

lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri. Ilustrasi Laminated Composite

ditunjukkan pada Gambar 2.9 dibawah.

Gambar 2.9 Ilustrasi Laminated Composite


13

Particulate Composite (komposit partikel) merupakan komposit yang

menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi

secara merata dalam perekatnya. Ilustrasi Particular Composite ditampilkan

pada Gambar 2.10 dibawah.

Gambar 2.10 Ilustrasi Particular Composite

b. Fungi Fiber

Sebagai pembawa beban, dalam struktur komposit 70% - 90% beban

dibawa oleh serat

Memberikan sifat kekakuan, kekuatan, stabilitas panas dan sifat-sifat lain

dalam komposit

Memberikan insulasi kelistrikan (konduktivitas) pada komposit.

C. Metode pembuatan komposit

Dalam pembuatan kompsoit diperlukan suatu cetakan dimana cetakan itu

harus bersih dari kotoran dan permukaanya halus. Untuk bahan cetakan dapat

digunakan dari logam, kayu, dan kaca. Pembuatan komposit dapat dilakukan

dengan cara sebagai berikut :

Spray Up

Metode pembuatan komposit dengan cara menyemprotkan resin berkatalis

secara langsung pada permukaan susunan fiber (serat) yang sebelumnya telah

disusun sesuai arah orientasi serat. Ilustrasi pembuatan komposit dengan metode

Spray Up ditunjukkan dengan Gambar 2.11 di bawah.


14

Gambar 2.11 Ilustrasi pembuatan komposit dengan metode Spray Up

(Sumber : https://netcomposites.com/guidetools/guide/manufacturing/spray-

lay-up/)

Hand Lay up

Metode pembuatan komposit dengan cara menuangkan campuran resin dan

katalis ke permukaan serat yang telah disusun sesuai arah orientasi yang

tersusun didalam cetakan. Ilustrasi cara pembuatan komposit dengan metode

Hand Lay Up ditunjukkan dengan Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Ilustrasi pembuatan komposit dengan metode Hand Lay Up

(Sumber : http://adenholics.blogspot.com/2008/03/metode-dalam-pembuatan-

produk.html)

Injection molding

Metode pembuatan komposit dengan mesin injeksi. Resin yang berbentuk

padat dan filler dimasukan kedalam mesin injeksi ini dengan temperatur

dalam mesin telah diatur sehingga resin mencair dan resin diinjeksikan

kedalam cetakan. Ilustrasi cara pembuatan komposit dengan metode Injection

molding ditampilkan dengan Gambar 2.13 di bawah.


https://netcomposites.com/guidetools/guide/manufacturing/spray-lay-up/

https://netcomposites.com/guidetools/guide/manufacturing/spray-lay-up/

http://adenholics.blogspot.com/2008/03/metode-dalam-pembuatan-produk.html

http://adenholics.blogspot.com/2008/03/metode-dalam-pembuatan-produk.html

15

Gambar 2.13 Ilustrasi pembuatan komposit dengan metode Injection molding

2.1.3 Mekanika Komposit

Komposit merupakan material yang tersusun dari dua atau lebih bahan

material,sehingga perancangan dan analisa sifat mekanik bahan komposit berbeda

dengan bahan – bahan konvensional seperti logam. Menurut Gibson (1994) sifat

mekanik komposit dapat dilihat dari dua sisi yaitu mikromekanik dan

makromekanik. Mikromekanik berkaitan dengan perilaku mekanik bahan

penyusun, interaksi yang ditimbulkan antara bahan penyusun dan geometri atau

cara penyusunan komposit. Sedangkan Makromekanik berkaitan dengan pengaruh

ketebalan pada komposit dan strukturnya tanpa memperhatikan bahan penyusun

dan interaksi yang ditimbulkan. Sifat makromekanik dapat dicirikan berdasarkan

tegangan dan regangan rata-rata, sifat mekanik dalam bahan homogen setara.

Ilustrasi Mikromekanik dan Makromekanik komposit ditunjukan dalam Gambar

2.14.

Gambar 2.14 Mikromekanik dan Makromekanik pada Komposit

(Sumber : Gibson, 1994)


16

Sifat bahan komposit tidak bisa disamakan dengan bahan-bahan

konvensional lainya. Pada bahan konvensional seperti logam, struktur materialnya

homogen (tidak berbeda dari titik satu ke titik lainya) dan isotropik (tidak

bergantung pada orientasi). Kebanyakan komposit bersifat heterogen dan

anisotropik, artinya sifat dalam komposit bervariasi saat berpindah dari pengikat

ke penguat dan saat merubah arah orientasi penyusunan terhadap hasil

pengukuran. Sebagai contoh pada komposit berpenguat serat yang orientasinya

unidirectional, serat disusun secara searah memiliki kekuatan dan kekakuan lebih

besar sepanjang arah penguatan dari pada arah melintang.

2.1.4 Fraksi Volume Komposit

Fraksi vaolume adalah aturan perbandingan untuk pencampuran volume

serat dan volume matriks bahan pembentuk komposit terhadap volume total

komposit. Biasanya penggunaan istilah fraksi volume mengacu pada jumlah

prosentase volume bahan penguat atau reinforcement yang digunakan dalam

proses pembuatan komposit. Perhitungan matriks dan katalis juga harus sesuai

dengan komposisi yang dibutuhkan agar komposit yang dihasilkan lebih

maksimal.

Perhitungan pencampuran bahan komposit untuk menentukan fraksi

volume dapat dilihat di bawah ini :

a. Volume komposit/Cetakan (V komposit)

V komposit = P cetakan x l cetakan x t cetakan (2.1)

Dengan :

V komposit adalah volume cetakan (cm3)

P cetakan adalah panjang cetakan (cm)

l cetakan adalah lebar cetakan (cm)

t cetakan adalah tebal cetakan (cm)


17

b. Volume Reinforcement/Serat (Vserat)

V serat = V komposit x Fraksi volume (2.2)

Dengan :

V serat adalah volume serat (cm3)

V komposit adalah volume cetakan (cm3)

Fraksi volume adalah volume yang digunakan (%)

c. Massa Serat (M serat)

M serat = V serat x ρ serat (2.3)

Dengan :

M serat adalah massa serat (gr)

V serat adalah volume serat (cm3)

ρ serat adalah massa jenis serat (gr

/cm3)

2.1.5 Polimer

Polimer didefinisikan sebagai rangkaian panjang molekul yang

mengandung satu atau lebih dari pengulangan atom-atom, digabungkan bersama

olehnikatan kovalen yang kuat. Polimer mempunyai struktur dan sifat-sifat yang

rumit disebabkan oleh jumlah atom pembentuk yang jauh lebih besar

dibandingkan dengan senyawa yang berat atomnya rendah. Bahan polimer yang

mempunyai berat molekul besar dan berkaitan kovalen, menunjukan sifat-sifat

yang berbeda dari bahan organik yang mempunyai berat molekul rendah. Bahan

yang mempunyai berat molekul rendah berubah menjadi cair dengan viskositas

rendah atau menguap kalau dipanaskan, sedangkan bahan polimer mencair dengan

sangat kental dan tidak menguap. Bahan yang tidak bisa berfusi ini akan terurai

karena panas sehingga menjadi karbon, pada tahap akhir tanpa penguapan (Surdia,

1999).

Polimer secara struktur jauh lebih rumit dibandingkan dengan logam dan

keramik. Menurut Surdia (1999), polimer memiliki sifat-sifat khas antara lain :


18

a. Kemampuan cetak yang baik. Pada temperatur relatif rendah, polimer dapat

dicetak dengan sistem injection, penekanan, ekstruksi dan sebagainya.

b. Produk yang ringan dan kuat dapat dibuat. Berat jenis polimer lebih rendah

dibandingkan logam dan keramik.

c. Banyak di antara polimer bersifat isolasi listrik yang baik.

d. Baik dalam katahanan air dan ketahanan zat kimia.

e. Kurang tahan terhadap temperatur tinggi.

f. Beberapa bahan tahan terhadap abrasi.

A. Polimer Thermoset dan Thermoplastic

Polimer yang serng dipakai adalah polimer yang disebut dengan plastik.

Berdasrkan sifat-sifatnya terhadap suhu, plastik dibagi dalam dua kategori yaitu :

a. Thermosetting

Merupakan polimer yang tidak dapat mengikuti perubahan suhu

(irreversible). Jika pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat

ditunakkan kembali. Pemanansan dengan suhu tinggi tidak akan melunakkan

thermoset melainkan akan membentuk arang dan sukar didaur ulang. Contoh

dari thermoset adalah Epoksida, Bismaliemida, dan Poli-imida.

b. Thermoplastic

Merupakan polimer atau plastik yang dapat ditunakkan berulang kali

dengan menggunakan panas. Thermoplasric akan meleleh pada suhu tertentu

dan dapat kembali ke sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan.

Contoh dari Thermoplastic adalah Poliester, Nylon 66, PP, PTFE, PET,

Polieter Sulfon, PES dan Polieter Erketon (PEEK).

2.1.6 Serat

Serat merupakan bagian material komposit yang sangat berperan terhadap

kekuatan suatu material komposit, semakin kecil dimensi serat maka semakin kuat

material kompositnya. Serat yang baik ialah serat yang mampu berikatan baik

dengan matriks.


19

Serat dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu serat alami dan serat

sintetis (serat buatan manusia). Serat sintetis dapat diproduksi secara murah dalam

jumlah yang besar. Namun, serat alami memiliki berbagai kelebihan khususnya

dalam hal kenyamanan.

A. Serat Alami

Serat alami meliputi serat yang diproduksi oleh tumbuh-tumbuhan, hewan,

dan proses geologis. Serat jenis ini bersifat dapat mengalami pelapukan.

a. Jenis Serat Alami

Serat alami dapat digolongkan ke dalam :

Serat tumbuhan/serat pangan; biasanya tersusun atas selulosa, hemiselulosa,

dan kadang-kadang mengandung pula lignin. Contoh dari serat jenis ini

yaitu katun dan kain ramie. Serat tumbuhan digunakan sebagai bahan

pembuat kertas dan tekstil. Serat tumbuhan juga penting bagi nutrisi manusia.

Ilustrasi serat pada tumbuhan sebagai bahan serat alami ditunjukkan pada

Gambar 2.15 di bawah.

Gambar 2.15 Tumbuhan untuk serat alami

Serat kayu, serat yang berasal dari batang tumbuhan berkayu. Ilustrasi serat

pada batang kayu ditunjukkan dengan Gambar 2.16.

Gambar 2.16 Serat pada batang kayu

Serat hewan, umumnya tersusun atas protein tertentu. Contoh dari serat hewan

yang dimanfaatkan oleh manusia adalah serat ulat (sutra) dan


https://id.wikipedia.org/wiki/Produksi

https://id.wikipedia.org/wiki/Geologi

https://id.wikipedia.org/wiki/Tumbuhan

https://id.wikipedia.org/wiki/Pangan

https://id.wikipedia.org/wiki/Selulosa

https://id.wikipedia.org/wiki/Hemiselulosa

https://id.wikipedia.org/wiki/Lignin

https://id.wikipedia.org/wiki/Katun

https://id.wikipedia.org/wiki/Hewan

https://id.wikipedia.org/wiki/Protein

https://id.wikipedia.org/wiki/Ulat

https://id.wikipedia.org/wiki/Sutra

20

bulu domba (wol). Ilustrasi bulu domba sebagai bahan serat alami ditunjukkan

dengan Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Serat dari bagian bulu domba

B. Serat Sintetis/Buatan

Serat sintetis atau serat buatan manusia umumnya berasal dari

bahan petrokimia. Namun, ada pula serat sintetis yang dibuat dari selulosa alami

seperti rayon.

a. Serat Mineral

Kaca serat/Fiberglass, dibuat dari kuarsa dengan Ilustrasi seperti pada

Gambar 2.18.

Gambar 2.18 Serat Fiberglass

Serat logam dapat dibuat dari bahan tembaga,emas dan baja dengan contoh

seperti Gambar 2.19 di bawah.

Gambar 2.19 Serat dari bahan baja


https://id.wikipedia.org/wiki/Domba

https://id.wikipedia.org/wiki/Wol

https://id.wikipedia.org/wiki/Petrokimia

https://id.wikipedia.org/wiki/Rayon

https://id.wikipedia.org/wiki/Kaca_serat

https://id.wikipedia.org/wiki/Kuarsa

21

Serat karbon

Merupakan salah satu contoh serat sintetis atau buatan dengan ilustrasi

seperti pada Gambar 2.20.

Gambar 2.20 Serat Karbon

b. Serat polimer

Serat polimer adalah bagian dari serat sintetis. Serat jenis ini dibuat

melalui proses kimia. Bahan yang umum digunakan untuk membuat serat

polimer:

Serat polivinyl alkohol (PVOH)

Gambar 2.21 menunjukan serat polivinyl alkohol (PVOH) sebagai salah satu

bahan pembuatan serat polimer.

Gambar 2.21 Serat polivinyl alkohol (PVOH)

Serat polivinyl khlorida (PVC)

Gambar 2.22 menunjukan serat polivinyl khlorida (PVC) sebagai salah satu

bahan pembuatan serat polimer yang sering dipakai sebagai material

pembuatan pipa paralon.


https://id.wikipedia.org/wiki/Serat_karbon

https://id.wikipedia.org/wiki/Polimer

https://id.wikipedia.org/wiki/Sintetis

https://id.wikipedia.org/wiki/Proses_kimia

22

Gambar 2.22 Serat polivinyl khlorida (PVC)

Elastomer

Gambar 2.23 menunjukan serat Elastomer sebagai salah satu bahan

pembuatan serat polimer.

.

Gambar 2.23 Bahan serat Elastromer

C. Jenis Penyusunan Serat

a. Continuous Fiber Composite

Continuous atau uni-directional, mempunyai susunan serat panjang dan lurus,

membentuk lamina diantara matriknya. Jenis komposit ini paling sering

digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antar lapisan. Hal ini

dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya. Ilustrasi

Continuous Fiber Composite ditunjukkan seperti pada Gambar 2.24.


https://id.wikipedia.org/wiki/Elastomer

23

Gambar 2.24 Ilustrasi Continuous Fiber Composite (Sumber : Gibson,

1994)

b. Woven Fiber Composite (bi-dirtectional)

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena

susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat

memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan

melemah. Ilustrasi Woven Fiber Composite ditunjukkan seperti pada Gambar

2.25.

Gambar 2.25 Ilustrasi Woven Fiber Composite (Sumber : Gibson, 1994)

c. Discontinuous Fiber Composite

Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek, tipe

ini dibedakan lagi menjadi 3 yaitu :

a) Aligned discontinuous fiber

Merupakan tipe komposit yang memiliki serat pendek dengan arah serat searah

yang ditunjukan dengan Gambar 2.26.

Gambar 2.26 Ilustrasi Aligned discontinuous fiber


24

b) Off-axis aligned discontinuous fiber

Merupakan tipe komposit yang memiliki serat pendek dengan arah serat yang

dipasang 45 derajat yang ditunjukan dengan Gambar 2.27.

Gambar 2.27 Ilustrasi Off-axis aligned discontinuous fiber

c) Randomly oriented discontinuous fiber

Merupakan tipe komposit yang memiliki serat pendek dengan arah serat acak

yang ditunjukan dengan Gambar 2.28.

Gambar 2.28 Ilustrasi Randomly oriented discontinuous fiber

Banyak penelitian menggunakan Randomly oriented discontinuous fiber

merupakan komposit dengan serat pendek yang tersebar secara acak diantara

matriknya. Tipe acak sering digunakan pada produksi dengan volume besar

karena faktor biaya manufakturnya yang lebih murah. Kekurangan dari jenis

serat acak adalah sifat mekanik yang masih dibawah dari penguatan dengan

serat lurus pada jenis serat yang sama.

d. Hybrid Fiber Composite

Merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe

ini digunakan supaya dapat menganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan

dapat menggabungkan kelebihanya. Ilustrasi Hybrid Fiber Composite

ditunjukkan dengan Gambar 2.29.


25

Gambar 2.29 Ilustrasi Hybrid Fiber Composite

2.1.7 Resin

Salah satu bahan pengeras komposit yang memiliki sifat kental seperti

lem. Resin juga merupakan salah satu bahan pembuat fiberglass. Resin memiliki

berbagai tipe dari yang keruh, berwarna hingga yang bening dengan berbagai

kelebihannya seperti kekerasan, lentur, kekuatan dan lain-lain. Resin juga banyak

digunakan sebagai bahan basis gigi tiruan. Karena memiliki beberpa keunggulan

diantaranya bersifat biokompatibel, kualitas bentuk yang baik, penyerapan air

yang rendah, mudah diproses.

Resin dalam susunan komposit bertugas melindungi dan mengikat serat

agar dapat bekerja dengan baik. Matrik harus bisa meneruskan beban dari luar ke

serat. Umumnya matrik terbuat dari bahan- bahan yang lunak dan liat. Polimer

atau plastik merupakan bahan umum yang biasa digunakan. Matriks juga

umumnya dipilih dari kemampuannya menahan panas. Polyester dan epoxy

adalah bahan-bahan polimer yang sejak dahulu telah dipakai sebagai bahan

komposit.

a. Resin Poliester

Adalah bahan matriks polimer yang paling sering digunakan sebagai

matriks pengikat. Resin poliester memiliki kekuatan mekanis yang cukup

baik, ketahanan terhadap bahan kimia dan harga yang relatif murah. Dalam

mempercepat pembuatan komposit,dilakukan penambahan katalis pada resin

poliester. Resin ini biasanya dipakai sebagai matriks pada komposit polimer

dengan penguat serat gelas.


26

b. Resin Epoksi

Resin ini memiliki harga yang cukup mahal, namun memiliki keunggulan

yaitu sangat kuat dan penyusutan relatif kecil setelah proses curing. Resin ini

banyak dipakai sebagai matriks pada komposit polimer berpenguat serat

karbon.

Persyaratan di bawah ini perlu dipenuhi sebagai bahan matrik untuk pencetakan

bahan komposit :

a. Resin yang dipakai perlu memiliki viskositas rendah, dapat sesuai dengan

bahan penguat dan permeable.

b. Dapat diukur pada temperatur kamar dalam waktu yang optimal.

c. Mempunyai penyusutan yang kecil pada pengawetan.

d. Memiliki kelengketan yang baik dengan bahan penguat

e. Mempunyai sifat baik dari bahan yang diawetkan.

Tidak ada bahan yang dapat memenuhi semua persyaratan di atas tetapi pada saat

ini paling banyak dipakai adalah polyester tak jenuh seperti yang ditunjukan pada

Gambar 2.30.

Gambar 2.30 Resin Polyester


27

2.1.8 Alkalisasi (NaOH)

Sifat alami serat yang dapat menyerap air, pengaruh perlakuan alkalisasi

terhadap sifat permukaan serat alam selulosa telah diteliti dimana kandungan

optimum air mampu direduksi sehingga sifat serat dapat memberikan ikatan

permukaan dengan matrik secara optimal (Bismarck dkk 2002).

NaOH merupakan larutan basa yang tergolong mudah larut dalam air dan

termasuk basa kuat yang dapat terionisasi dengan sempurna. Menurut teori

Arrhenius basa adalah zat yang dalam air menghasilkan ion OH negatif dan ion

positif. Larutan basa memiliki rasa pahit, dan jika mengenai tangan terasa licin

(seperti sabun). Sifat licin terhadap kulit itu disebut sifat kaustik basa.

Salah satu indikator yang digunakan untuk menunjukkan kebasaan adalah lakmus

merah. Bila lakmus merah dimasukkan ke dalam larutan basa maka berubah

menjadi biru.

NaOH sering digunakan diberbagai bidang industri, sebagian besar digunakan

sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, teksil, air minum,

sabun, dan deterjan. NaOH juga sering digunakan sebagai basa yang paling umum

digunakan dalam laboratorium kimia.

NaOH tidak digunakan sebagai bahan makanan karena sifatnya yang sangat

berbahaya. Soda api akan terasa panas dan perih jika terkena kulit. Hal ini

disebabkan karena sifatnya yang korosif.

Beberapa kegunaan larutan NaOH adalah sebagai berikut :

Untuk menghilangkan noda karat

Untuk membersihkan noda dari besi dan stainless

Untuk menghapus cat

2.1.9 Katalis

Katalis adalah suatu zat yang dapat mempercepat atau memperlambat

reaksi. Katalis sengaja ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam suatu

sistem reaksi untuk mempercepat reaksi. Pada reaksi akhir, zat katalis diperoleh


http://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_kimia

28

kembali dalam bentuk zat semula. Dalam suatu reaksi, katalis tidak mengalami

perubahan kimia (tidak ikut bereaksi). Katalis juga tidak dapat memicu reaksi,

tetapi hanya membantu reaksi yang berlangsung lambat menjadi cepat. Katalis

bekerja dengan cara turut terlibat dalam setiap tahap reaksi dengan cara mengubah

mekanisme reaksi, tetapi pada akhir tahap, katalis terbentuk kembali. Katalis yang

memperlambat reaksi disebut inhibitor. Terkusus untuk penelitian pada komposit

serat batang bambu petung menggunakan katalis MEPOXE seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.31 dibawah.

Gambar 2.31 Katalis MEPOXE

Katalis terbagi menjadi 3 jenis yaitu :

1. Katalis Homogen: Katalis homogen adalah katalis yang wujudnya sama

dengan wujud zat-zat pereaksi. Katalis homogen berfungsi sebagai zat

perantara (fasilitator). Katalis homogen bekerja dengan cara berinteraksi

dengan partikel pereaksi membentuk fase transisi. Selanjutnya, fase transisi

bergabung dengan pereaksi lain membentuk produk, dan setelah produk

dihasilkan katalis beregenerasi menjadi zat semula.

2. Katalis Heterogen: Katalis heterogen adalah katalis yang wujudnya berbeda

dengan pereaksi. Katalis heterogen bekerja pada pereaksi berupa gas atau

cairan, dan reaksi katalis terjadi pada permukaan katalis. Katalis heterogen

biasanya berbentuk padatan.

3. Biokatalis (enzim): Enzim adalah katalis yang mempercepat reaksi-reaksi

kimia dalam makhluk hidup. Terdapat bermacam-macam enzim, dan

masing-masing enzim hanya dapat mengkatalis satu reaksi tertentu.


http://www.pengertianahli.com/2014/01/pengertian-kimia-dan-cabang-kimia.html

29

2.1.10 Uji Tarik

Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar

kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan (Dieter,

1987). Pada uji tarik, benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah

secara kontinyu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan terhadap

perpanjangan yang dialami benda uji (Davis, Troxell, dan Wiskocil, 1955).

Pengujian tarik untuk mengetahui kekuatan tarik dari spesimen komposit serat

batang bambu petung sendiri menggunakan standar ASTM D638-02 seperti pada

Tabel 2.2 dengan ketentuan spesimen seperti pada Gambar 2.32. Kurva tegangan

regangan rekayasa diperoleh dari pengukuran perpanjangan benda uji yang

ditunjukan sperti pada Gambar 2.33.

Tabel 2.2 Dimensi spesimen ASTM D 638-02

Gambar 2.32 Ilustrasi spesimen Uji Tarik

(Brian Croop DatapointsLabs, 2014)


30

Gambar 2.33 Grafik perbandingan Tegangan dengan Regangan

(Sumber : http://www.infometrik.com/2009/09/mengenal-uji-tarik-

dan-sifat-sifat-mekanik-logam/)

Tegangan yang digunakan pada kurva adalah tegangan membujut rata-rata

pengujian tarik. Tegangan teknik tersebut diperoleh dengan cara membagi beban

yang diberikan dengan luas awal penampang benda uji. Selanjutnya akibat gaya

gravitasi saat pembebanan maka hasil pembagian dikalikan dengan gaya gravitasi,

sehingga persamaan dijabarkan seperti berikut :

(2.4)

Keterangan : : besar tegangan (kg/mm2)

P : beban yang diberikan (kg)

Ao : luas penampang awal benda uji (mm2)

G : Gravitasi (m/s²)

Regangan yang digunakan untuk kurva tegangan-regangan teknik adalah

regangan linier rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan yang

dihasilkan setelah pengujian dilakukan dengan panjang awal, seperti pada

persamaan berikut :

(2.5)


31

Keterangan : : besar regangan

ΔL : pertambahan panjang benda uji (mm)

Lo : panjang awal benda uji (mm)

Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-tegangan suatu logam tergantung

Pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastik, laju regangan, temperatur

dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter-parameter

yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-regangan logam adalah

kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan dan

pengurangan luas. Parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan dua

yang terakhir menyatakan keuletan bahan.

Bentuk kurva tegangan-regangan pada daerah elastis tegangan berbanding

lurus terhadap regangan. Deformasi tidak berubah pada pembebanan, daerah

regangan yang tidak menimbulkan deformasi apabila beban dihilangkan disebut

daerah elastis. Apabila beban melampaui nilai yang berkaitan dengan kekuatan

luluh, benda mengalami deformasi plastis bruto. Deformasi pada daerah ini

bersifat permanen, meskipun bebanya dihilangkan. Tegangan yang dibtuhkan

untuk menghasilkan deformasi plastis akan bertambah besar dengan

bertambahnya regangan plastik.

Pada tegangan dan regangan yang dihasilkan, dapat diketahui nilai

modulus elastisitasnya. Persamaannya dituliskan seperti pada rumus berikut ini :

/(1000) (2.6)

Keterangan : E : besar modulus elastisitas (kg/mm2)

e : regangan

: tegangan (kg/mm2)

Beberapa istilah dalam pengujian tarik :

1. Tegangan (stress) adalah gaya per satuan luas


32

2. Regangan (strain) adalah besar deformasi per satuan panjang

3. Kekuatan (strength) adalah ukuran besar gaya yang diperlukan untuk

mematahkan atau merusak suatu bahan

4. Keuletan (ductility) dikaitkan dengan besar regangan permanen sebelum

perpatahan

5. Ketangguhan (toughness) adalah dikaitkan dengan jumlah energi yang diserap

bahan sampai terjadi perpatahan

2.1.11 Uji Redaman Bunyi

Akustika adalah ilmu yang mempelajari hal-hal yang berkaitan dengan

bunyi, berkenaan dengan indera pendengaran serta keadaan ruangan yang

mempengaruhi bunyi. (Gabriel, 2001 :163)

Kata bunyi mempunyai dua definisi, yaitu:

(1) Secara fisis, bunyi adalah penyimpangan tekanan, pergeseran partikel dalam

medium elastik seperti udara.

(2) Secara fisiologis, bunyi adalah sensasi pendengaran yang disebabkan

penyimpangan fisis.

Ketika bunyi menumbuk suatu batas dari medium yang dilewatinya, maka

energi dalam gelombang bunyi dapat diteruskan, diserap atau dipantulkan oleh

batas tersebut. Pada umumnya ketiganya terjadi pada derajat tingkat yang

berbeda, tergantung pada jenis batas yang dilewatinya (Lord, 1980). Manusia

mendengar bunyi saat gelombang bunyi sampai ke gendang telinga manusia.

Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dari 20 Hz

sampai 20 kHz. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz

disebut infrasonik. Bunyi kereta lebih nyaring daripada bunyi bisikan, sebab bunyi

kereta menghasilkan getaran lebih besar di udara. Kenyaringan bunyi juga

bergantung pada jarak kita ke sumber bunyi. Kenyaringan diukur dalam satuan

desibel (dB) yaitu satuan untuk mengukur intensitas suara. Bunyi pesawat jet yang


33

lepas landas mencapai sekitar 120 dB. Sedangkan bunyi desiran daun sekitar 33

dB

Menurut Lewis dan Douglas (1993) material akustik dapat dibagi ke dalam tiga

kategori dasar, yaitu:

1. Material penyerap bunyi (absorbing material)

2. Material penghalang bunyi (barrier material)

3. Material peredam bunyi (damping material)

Pada penelitian ini dipilih jenis barrier material untuk sebagai material pengujian

untuk diketahui tingkat peredaman bunyi.

Pada umumnya material penyerap secara alami bersifat resistif, berserat

(fibrous), berpori (porous) atau dalam kasus khusus bersifat resonator aktif.

Ketika gelombang bunyi menumbuk material penyerap, maka energi bunyi

sebagian akan diserap dan diubah menjadi panas. Bunyi akan masuk ke dalam

material melalui pori-pori. Bunyi akan menumbuk partikel-partikel di dalam

material tersebut, kemudian oleh partikel di pantulkan ke partikel lain, begitu

seterusnya sehingga bunyi terkurung di dalam material. Kejadian ini disebut

proses penyerapan. Besarnya penyerapan bunyi pada material penyerap

dinyatakan dengan koefisien serapan (α). Koefisien serapan (α) dinyatakan dalam

bilangan antara 0 dan 1. Nilai koefisien serapan 0 menyatakan tidak ada energi

bunyi yang diserap dan nilai koefisien serapan 1 menyatakan serapan yang

sempurna. Berdasarkan ISO 11654 nilai koefisien peredaman bunyi yang baik

untuk ruangan dan material adalah 0,3 dan berada di kelas peredaman D.

Nilai koefisien serapan dihitung menggunakan rumus :

(2.7)


34

Keterangan :

α : Koefisien penyerapan bunyi

n₀ : Total intesitas bunyi mula-mula (dB)

n₁ : Total intesitas bunyi setelah melewati spesimen (dB)

Menurut Gabriel (2001), bising atau noise dalam konteks akustik memiliki

beberapa arti yaitu :

1. Bunyi atau suara yang keras, tidak disenangi, tidak terprediksi, tidak

diinginkan.

2. Gangguan dalam bentuk acak dan terus menerus, yang membuat sinyal menjadi

tidak jelas atau tereduksi.

Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. Kep

48/MENLH/11/1996 tentang baku tingkat kebisingan menyebutkan bahwa

kebisingan adalah bunyi yang tidak diinginkan dari suatu usaha atau kegiatan

dalam tingkat dan waktu tertentu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan

manusia dan kenyamanan lingkungan.

Jenis – jenis kebisingan:

a. Kebisingan yang terus-menerus dengan jangkauan frekuensi yang sempit,

misalnya, mesin gergaji

b. Kebisingan yang terputus-putus, misalnya, suara arus lalu lintas atau pesawat

terbang

c. Kebisingan impulsif, misalnya, tembakan, bom, atau suara ledakan

d. Kebisingan impulsif berulang, misalnya, suara mesin tempa

Untuk mengetahui intensitas suatu kebisingan atau noise di suatu

lingkungan atau daerah digunakan alat Sound Level Meter (SLM) yang dipasang

pada Resonator seperti pada Gambar 2.34. Nilai ambang untuk batas kebisingan

adalah 85 dB dan waktu bekerja maksimum adalah 8 jam per hari. Sound Level

Meter (SLM) adalah alat pengukur suara. Mekanisme kerja SLM apabila ada

benda bergetar, maka akan menyebabkan terjadinya perubahan tekanan udara

yang dapat ditangkap oleh alat ini, selanjutnya akan menggerakkan meter

penunjuk.


35

Gambar 2.34 Ilustrasi Resonator Space

2.2 Tinjauan Pustaka

Hartanto (2009) meneliti tentang perendaman serat rami pada NaOH 5%

selama 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan 8 jam. Diperoleh hasil pengujian untuk pengaruh

alkalisasi 2, 4, 6, dan 8 jam pada fraksi volume 20%, 30%, 40%, dan 50% dengan

variasi tebal rami 1 mm hingga 5 mm. Pengujian bending optimal terjadi pada

fraksi volume 40% dengan ketebalan 3 mm untuk alkalisasi 2 jam, sedangkan

untuk pengujian tarik optimal terjadi pada fraksi volume 50% dengan ketebalan 5

mm untuk alkalisasi 2 jam, sehingga dapat disimpulkan proses alkaliasi paling

optimal terjadi pada waktu perendaman 2 jam.

Kurniawan (2018) meneliti tentang komposit serat bambu dengan variasi

orientasi susunan serat sebagai material alternatif peredam suara, dan diperoleh

hasil penyerapan suara terbesar terjadi pada komposit dengan susunan serat

anyam yaitu 0,52 (α = 0,52) pada frekuensi 3000 Hz, sesuai dengan standar ISO

11654. Nilai rata-rata kekuatan tarik terbesar terjadi pada komposit dengan

orientasi serat sejajar dengan nilai 50,26 MPa. Nilai rata-rata regangan terbesar

terjadi pada komposit dengan serat anyam yaitu 0,0140. Nilai modulus elastisitas

rata-rata terbesar terjadi pada komposit serat sejajar yaitu 4,55 GPa.

Paulina (2018) meneliti pengaruh penggunaan filler eceng gondok dengan

menggunakan variasi fraksi volume filler 20%, 25%, dan 30% pada pengujian

redaman bunyi dan pengujian tarik, dan diperoleh hasil peredaman terbaik pada

komposit berpenguat eceng gondok 25% dengan nilai Noice Absorption

Coefficient (NAC) = 0,384 pada frekuensi 100 Hz, sesuai standar ISO

11654:1997. Nilai kekuatan tarik dan regangan terbesar terdapat pada komposit

berpenguat eceng gondok 25% dengan nilai 9,75 Mpa dan 0,01053. Modulus


36

elastisitas terbesar terdapat pada spesimen berpenguat eceng gondok 20% dengan

nilai 3,90 Gpa. Pada pengujian tersebut bahan yang ideal dipergunakan sebagai

material peredam adalah komposit dengan serat eceng gondok sebesar 25%.


37

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

Diagram alir pada penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Pembelian serta Pengumpulan Alat dan Bahan

Serat

bambu

petung

Katalis Resin NaOH Cetakan

Pembuatan Benda Uji :

1. Benda uji resin Polyester

2. Benda uji tarik dengan standar ASTM D638-02 Type 1

3. Benda uji redaman bunyi 23cm x 22,5cm x 0.5cm

4. Benda pengujian dengan variasi arah serat Anyam,

Searah, dan Acak

1. Uji Redaman

bunyi

2. Uji Tarik

3.

Gagal

Lulus

Hasil Penelitian, Analisis Data, Kesimpulan

Selesai


38

3.2 Persiapan Penelitian

Sebelum melakukan penelitian, alat pendukung dan bahan harus dipersiapkan

terlebih dahulu termasuk juga untuk mempersiapkan alat pengujian tarik,

pengujian impak serta pengujian bunyi. Jenis penelitian yang dilakukan

merupakan penelitian eksperimental dengan secara langsung membuat spesimen

komposit serat batang bambu petung serta melakukan pengujian pada spesimen

secara langsung.

3.2.1 Alat dan Bahan

A. Alat

Alat yang dipergunakan guna mendukung pembuatan Spesimen Komposit Serat

Batang Bambu adalah :

a. Timbangan

Berfungsi untuk mengukur volume resin, katalis dan serat batang bambu pada

pembuatan komposit serat batang bambu. Timbangan guna mengukur volume

dari resin, katalis serta serat dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Timbangan digital

b. Cetakan

Berfungsi untuk wadah atau tempat menuangkan campuran resin dengan

ketalis pembuatan komposit serat batang bambu. Cetakan untuk tempat

menuangkan campuran resin dengan katalis dapat dilihat pada Gambar 3.3.


39

Gambar 3.3 Cetakan kaca

c. Gerinda potong

Berfungsi sebagai alat pemotong spesimen komposit menjadi ukuran standar

pengujian yang dilaksanakan baik pengujian tarik, pengujian impak maupun

pengujian redaman. Gerinda potong untuk memotong spesimen pada

pengujian ditunjukkan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Gerinda potong

d. Amplas

Untuk menghaluskan sisi spesimen komposit serat batang bambu yang telah

dibentuk dengan gerenda potong. Amplas untuk menghaluskan spesimen

ditampilkan dengan Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Amplas


40

e. Gelas ukur

Sebagai wadah untuk mencampur cairan Polyester dengan katalis sesuai

dengan kompsosisi dan ukuran yang telah ditentukan. Gelas ukur guna

mencampur resin dengan katalis ditampilkan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Gelas ukur

f. Cutter

Sebagai alat untuk membelah potongan bambu untuk mendapatkan serat

batang bambu yang dibutuhkan dalam pembuatan komposit serat batang

bambu. Cutter untuk membelah potongan bambu dapat dilihat pada Gambar

3.7.

Gambar 3.7 Cutter

g. Jangka sorong

Digunakan untuk mengukur panjang, lebar, serta ketebalan dari spesimen

komposit serat batang bambu sebelum diuji. Jangka sorong guna mengukur

volume pada spesimen ditunjukkan pada Gambar 3.8.


41

Gambar 3.8 Jangka sorong

h. Pipet

Digunakan untuk meneteskan katalis untuk dicampurkan pada cairan resin.

Pipet untuk meneteskan katalis pada campuran resin dengan katalis

ditampilkan pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Pipet tetes

i. Sarung tangan

Berfungsi untuk melindungi tangan dari efek-efek kimiawi yang terkandung

pada material penyusun komposit selama psoses pembuatan spesimen

komposit. Sarung tangan ditunjukkan pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Sarung Tangan

j. Spatula

Digunakan untuk meratakan campuran resin dan katalis dengan serat batang

bambu yang telah diletakan di cetakan agar spesimen komposit rata serta tidak

menimbulkan void. Spatula ditunjukkan pada Gambar 3.11.


42

Gambar 3.11 Spatula

k. Sendok teh

Digunakan untuk mengaduk campuran resin dengan katalis yang disatukan di

gelas ukur agar dapat tercampur dengan baik. Sendok ditampilkan pada

Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Sendok Teh

l. Gelas plastik

Digunakan untuk mencampurkan cairan resin polyester 108 dengan katalis

mepoxe agar dapat menyatu dengan baik dan diaduk menggunakan sendok.

Gelas plastik pada pembuatan komposit serat batang bambu petung dapat

dilihat pada gambar 3.13.

Gambar 3.13 Gelas plastik


43

B. Bahan

Bahan yang dipergunakan guna mendukung pembuatan Spesimen Komposit

Serat Batang Bambu adalah :

a. Serat Batang Bambu Petung (Sebagai Fiber)

Serat yang dipergunakan pada komposit merupakan serat batang bambu

dengan jenis bambu petung yang memakai variasi arah serat anyam yang

ditampilkan pada Gambar 3.14, untuk variasi arah serat searah ditunjukkan

dengan Gambar 3.15, yang terakhir variasi arah serat acak ditunjukkan pada

Gambar 3.16.

Gambar 3.14 Orientasi serat anyam

Gambar 3.15 Orientasi serat searah

Gambar 3.16 Orientasi serat acak


44

b. Resin Polyester R 108 (Sebagai Matriks)

Resin yang digunakan merupakan resin polyester dengan tipe R-108. Resin

dapat dilihat pada Gambar 3.17.

Gambar 3.17 Resin Polyester R-108

c. Katalis MEPOXE

Pada pembuatan komposit serat batang bambu petung digunakan katalis

dengan jenis MEPOXE berfungsi sebagai bahan tambahan untuk

mengeraskan Resin Polyester 108. Katalis dapat dilihat pada Gambar 3.18.

Gambar 3.18 Katalis MEPOXE

d. Alkali (NaOH)

Sebagai bahan perendam (dicampur dengan air) pada serat serat batang

bambu petung guna mengilangkan unsur kotoran, unsur warna, minyak dan

unsur lain yang menempel pada serat batang bambu petung. Material NaOH

dapat dilihat pada Gambar 3.19.


45

Gambar 3.19 NaOH berbentuk kristal

e. Realease agent

Sebagai pelicin guna memudahkan proses pengeluaran spesimen komposit

dari cetakan. Realease agent dapat dilihat pada Gambar 3.20.

Gambar 3.20 Realease agent

3.2.2 Alat Pendukung Penelitian

Alat pendukung guna menunjang penelitian serta pengujian antara lain :

A. Alat Pengujian Tarik

Alat pengujian tarik (GOTECH KT-7010A2 TAIWAN, R.O.C.) milik

Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma. Mesin ini

dipergunakan dalam pengujian tarik spesimen komposit serat batang bambu

petung. Alat pengujian tarik tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.21.


46

Gambar 3.21 Alat pengujian Tarik (GOTECH KT-7010A2)

B. Alat Pengujian Redaman Bunyi

Gambar 3.22 Ilustrasi alat uji peredaman bunyi


47

Alat pengujian redaman bunyi merupakan alat yang memiliki bentuk box

seperti pada Gambar 3.22 diatas, dengan mekanisme alat-alat pendukung seperti

berikut :

a) Amplifier

Amplifier merupakan penguat signal amplitudo yang sistem dasarnya

merupakan penguat tegangan dan arus dari sinyal audio untuk

menggerakan pengeras suara. Susunan amplifier dapat dilihat pada

Gambar 3.23.

Gambar 3.23 Amplifier

b) Audio Frequency Generator (AFG)

Merupakan alat yang berfungsi sebagai pembangkit sinyal maupun

gelombang listrik. Audio Frequency Generator ditampilkan pada Gambar

3.24.

Gambar 3.24 Audio Frequency Generator


48

c) Multimeter

Multimeter merupakan alat yang berfungsi untuk mengukur temperatur,

frekuensi, induktansi dan sebagainya. Multimeter dapat dilihat pada

Gambar 3.25.

Gambar 3.25 Multimeter digital

d) Sound Level Meter

Sound Level Meter merupakan alat yang berfungsi untuk mengukur

tingkat kebisingan, suara dengan volume tinggi atau suara yang

menyebabkan ketidaknyamanan pendengaran. Sound Level Meter

ditunjukkan pada Gambar 3.26.

Gambar 3.26 Sound Level Meter

e) Speaker

Speker merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah gelombang

listrik menjadi gelombang getaran atau suara. Speaker ditunjukkan pada

Gambar 3.27.

Gambar 3.27 Speaker


49

3.2.3 Perendaman Serat Batang Bambu Petung dengan NaOH

Peredaman serat pada pembuatan komposit serat batang bambu petung

menggunakan NaOH sebesar 5% selama 2 jam. Tujuan dari proses perendaman

ini adalah menghilangkan unsur yang terdapat pada serat bambu petung tersebut

seperti minyak, kotoran, unsur warna dan unsur lain yang menempel pada serat

batang bambu petung. Setelah direndam serat dikeringkan dengan cara dijemur di

tempat dengan intesitas sinar matahari sedang.

3.2.4 Perhitungan Fraksi Komposit

Komposisi komposit yang dipergunakan adalah 25% serat bambu petung,

74% resin polyester R108, dan 1% katalis MEPOXE. Perhitungan komposisi

dihitung berdasarkan hasil perhitungan volume total cetakan dengan langkah

perhitungan seperti dibawah :

a) Menghitung massa jenis serat

Massa jenis bambu petung yang digunakan dalam penelitian ditunjukan

dalam tabel 3.1 dibawah.

Tabel 3.1 Karakteristik bambu petung

b) Menghitung volume cetakan

Perhitungan volume cetakan dilakukan dengan asumsi :

Volume cetakan = Volume komposit total

Vcetakan = Vkomposit

Maka, volume komposit :

Vkomposit = 30 cm x 25 cm x 0.5 cm = 375 cm2

c) Menghitung volume serat

Vf = 25% x Vkomposit

= 25% x 375

= 93,75 cm3

d) Massa serat berdasarkan volume serat

Perhitungan massa serat dilakukan dengan :

Bambu Petung 0,69 248 174 35 16

Massa jenis

(gr/cm³)

Panjang kulm

(mm)

Diameter luar

kulm (mm)

Tebal kulm

(mm)

Diameter cabang

kulm (mm)Material

Sumber : Ardhyanata dkk, 2012


50

Massa serat (Mserat) = Vserat x massa jenis serat

Maka, massa serat :

Mserat = Vserat x ρserat

= 93,75 cm3 x 0,69 gr/cm

3

= 64,70 gr

e) Menghitung volume matriks dan katalis

Perhitungan volume matriks dilakukan dengan :

Volume matriks (Vmatriks) = presentase matriks x Vkomposit

Maka, volume matriks :

Vmatriks = 74% x Vkomposit

= 74% x 375 cm3

= 277,5 cm

3 = 277,5 ml

Volume katalis (Vkatalis) = presentase katalis x Vkomp

Vkatalis = 1% x Vkomposit

= 1% x 375 cm3

= 3,75 cm3 = 3,75 ml

3.2.5 Pembuatan Komposit

Sebelum membuat komposit serat batang bambu petung harus dipersiapkan

segala kelengkapan pendukung dalam proses pembuatan komposit. Dalam

pembuatan komposit serat batang bambu petung digunakan metode Hand Lay Up

dengan langkah-langkah sebagai berikut :

a. Mempersiapkan cetakan yang telah dilapisi dengan release agent untuk

memudahkan pelepasan komposit yang telah kering

b. Mempersiapkan serat batang bambu petung yang telah dikeringkan serta

telah dikenakan proses perendaman alkalisasi NaOH 5%.

c. Mencampur Resin Polyester 108 dengan cairan katalis Mepoxe yang

sudah ditakar pada gelas ukur lalu dituangkan ke dalam gelas plastik dan

diaduk rata menggunakan sendok teh untuk dituangkan ke dalam

cetakan.


51

d. Menuangkan campuran resin polyester dan katalis Mepoxe ke dalam

cetakan sebagai matrik awal atau menjadi lapisan pertama pada

komposit.

e. Memasang serat bambu petung yang telah disusun sesuai variasi arah

serat kedalam campuran resin dan katalis yang telah dituangkan

sebelumnya kedalam cetakan. ( Proses ini diulangi sebanyak 3 kali sesuai

variasi arah serat acak, searah, serta campuran) pastikan tidak ada void

pada komposit

f. Menuangkan campuran resin dan katalis untuk kedua kalinya ke dalam

cetakan yang sebelumnya telah ada campuran resin dan katalis untuk

lapisan pertama dan serat bambu yang telah disusun sesuai dengan arah

variasi serat, penuangan ini untuk menutup lapisan awal sehingga

menjadi 3 lapisan.

g. Menunggu material komposit hingga kering

h. Material komposit yang telah kering keluarkan dari cetakan dan bentuk

semua spesimen sesuai dengan standar pengujian tarik ASTM D638-02

Type 1, standar pengujian impak ASTM D6110-04, dan standar spesimen

uji redaman bunyi.

i. Melaksanakan pengujian tarik, pengujain impak dan pengujian redaman

bunyi.

3.2.6 Pembuatan Alat Uji Peredaman Bunyi

Proses dari pengujian redaman bunyi terlebih dahulu dilakukan pembuatan

kotak sebagai media ruang yang digunakan untuk melakukan pengujian. Kotak

yang digunakan terbuat dari papan triplex yang dibentuk menyerupai bangun

ruang balok dengan ukuran panjang, lebar, tinggi yaitu 80 cm x 25 cm x 25 cm.

Berikut merupakan langkah pembuatan alat pengujian redaman bunyi :

a. Pemotongan kayu yang digunakan sebagai rangka dari kotak uji dan

pemtongan papan triplex sesuai dengan ukuran yang sudah ditentukan.


52

b. Pembuatan rangka kotak uji sehingga terbentuk seperti bangun ruang

balok kemudian dilakukan pemasangan papan triplex yang digunakan

sebagai dinding penutup untuk tiap-tiap sisi balok.

c. Pemasangan karpet pada bagian dalam kotak uji.

d. Pemasangan komponen seperti : amplifier yang disambungkan ke speaker

untuk sumber suara.

e. Penggunaan AFG (Audio Frequency Generator) dan multimeter untuk

menentukan frekuensi yang dilakukan pada penelitian.

f. Penggunaan Sound Level Meter untuk mengukur suara yang dihasilkan

(dengan satuan dB)

g. Pengujian tanpa sekat spesimen komposit pada frekuensi 100 Hz, 250 Hz,

500 Hz, 750 Hz, 1000 Hz, 1250 Hz, 1500 Hz, 2000 Hz, 2500 Hz, 3000

Hz, 3500 Hz, 4000 Hz, 4500 Hz, 5000 Hz, 5500 Hz, 6000 Hz, 6500 Hz,

dan 7000 Hz.

h. Pemasangan spesimen komposit sesuai variasi volume pada kotak

pengujian dan dilakukan pengujian pada frekuensi yang sama seperti tanpa

sekat spesimen komposit.

i. Pengujian redaman suara.

3.2.7 Dimensi Benda Pengujian

Komposit sebagai benda uji redaman bunyi serta benda uji tarik harus

dibentuk sesuai dengan standar pengujian yang ada dimana pada uji redaman

bunyi, komposit dibentuk dengan ukuran 23 cm x 22,5 cm x 0,5 cm sedangkan

untuk uji tarik komposit dibentuk sesuai dengan standar ASTM D638-02 Type 1.

A. Benda Uji Redaman Bunyi

Dalam pengujian peredaman bunyi ini, ukuran benda uji menggunakan luas

penampang melintang bagian dalam alat uji peredaman bunyi dengan luas

penampang adalah 23cm x 22,5cm x 0.5cm seperti pada Gambar 3.28. Komposit

serat batang bambu petung yang digunakan dalam pengujian redaman bunyi

ditampilkan pada lampiran 1 di halaman 86.


53

Gambar 3.28 Ukuran spesimen Uji Redaman Bunyi

B. Benda Uji Tarik

Pengujian tarik yang dilakukan ini menggunakan spesimen yang disesuaikan

dengan standar pengujian tarik ASTM D638-02 type 1. Ukuran dimensi pada

spesimen pengujian tarik ditampilkan pada Gambar 3.29. Komposit serat batang

bambu petung yang telah dipotong sesuai dengan ukuran standar pengujian tarik

ditampilkan pada lampiran 2 untuk komposit dengan serat acak pada halaman 87,

lampiran 3 untuk komposit dengan serat searah pada halaman 87, lampiran 4

untuk komposit dengan serat anyam pada halaman 88, dan lampiran 5 untuk

bahan resin tanpa serat pada halaman 89.

Gambar 3.29 Dimensi Standar Uji Tarik ASTM D 638-02 type 1


54

3.2.8 Proses Pengujian

Untuk mendapatkan data-data hasil pada pengujian dibutuhkan proses atau

langkah-langkah sebagai dasar pengujian agar mendapatkan data pengujian yang

tepat.

A. Pengujian Redaman Bunyi

Komposit dibentuk sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan dan diuji

menggunakan alat uji peredaman bunyi. Pengujian dilakukan di Laboratorium

Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma dengan langkah sebagai berikut :

a. Pemasangan komponen pengujian seperti speaker, amplifier, sound level

meter pada kotak pengujian.

b. Pengujian tanpa sekat spesimen komposit dengan mengatur audio

frequency generator dan multimeter sesuai dengan frekuensi yang sudah

ditentukan

c. Pengambilan data menggunakan sound level meter.

d. Pemasangan sekat spesimen komposit pada kotak uji, kemudian melakuka

pengujian sesuai dengan frekuensi yang sudah ditentukan.

e. Pengambilan data dengan sound level meter.

f. Proses pengujian redaman suara dengan sekat spesimen komposit

dilakukan sesuai dengan variasi arah serat (acak, searah dan anyam).

B. Pengujian Tarik

Spesimen komposit dibentuk sesuai dengan standar pengujian tarik ASTM

D638-02 type 1 dan diuji pada alat uji tarik GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,

R.O.C. milik Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma dan berikut

langkah pengujiannya :

a. Spesimen uji tarik yang sudah dibentuk diberi batas pengukuran

menggunakan tanda.

b. Memasang kertas milimeter blok pada alat cetak mesin uji tarik.

c. Mesin uji tarik dinyalakan.


55

d. Memasang spesimen komposit pada grip dan disesuaikan pada

pemasanganya dengan tepat.

e. Memasang extensimeter pada spesimen komposit dan mengatur nilai

elongation pada mesin uji tarik menjadi nol.

f. Nilai beban diatur menjadi nol.

g. Mengatur kecepetan uji, tombol start ditekan dua kali kemudian tombol

down ditekan.

h. Setelah data diperoleh proses pengujian tarik diulang untuk semua variasi

arah serat hingga selesai.


56

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian

Dari hasil pengujian redaman bunyi yang dilaksakan di Lab Tenaga Listrik

Teknik Elektronika serta pengujian tarik Lab Pengolahan Logam Teknik Mesin

Univeritas Sanata Dharma pada komposit serat batang bambu petung dengan

variasi arah serat acak, searah serta anyam. Dilakukan pengolahan data,

perhitungan serta pembahasan. Hasil data dan perhitungan yang diperoleh

selanjutnya ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik.

4.1.1 Hasil Pengujian Redaman Bunyi

Pengujian redaman bunyi dilakukan pada komposit dengan variasi arah serat

acak, searah serta anyam dengan presentase serat 25% ditambah pengujian

redaman bunyi pada komposit tanpa serat dan dalam kondisi tanpa sekat sebagai

pembanding data yang didapatkan. Pengujian redaman bunyi yang dilakukan pada

komposit baik tanpa serat maupun dengan variasi arah serat dibentuk dengan

standar ukuran 23 cm x 22,5 cm x 0,5 cm, yang diletakan di tengah resonator

sebagai sekat. Pengujian dilakukan dengan kondisi tanpa sekat dan dengan sekat

komposit, untuk mendapat perbandingan rata-rata intesitas bunyi yang diterima

sound level meter pada kedua kondisi tersebut serta mendapatkan nilai koefisien

(α) penyerapan bunyi pada komposit dengan variasi arah serat serta tanpa serat.

Berikut merupakan langkah pengujian redaman bunyi :

a. Kompsoit serta alat pengujian yang digunakan diseting sesuai dengan

kegunaan.

b. Pengujian diawali dengan kondisi tanpa sekat pada rentang frekuensi 100

Hz – 7000Hz.

c. Sesudah data pengujian tanpa sekat didapat, dilakukan pengujian dengan

kondisi komposit dipasang pada bagian tengah resonator sebagai peredam

dengan rentang frekuensi 100Hz – 7000Hz.

d. Setelah data pada pengujian dengan kondisi tanpa sekat dan dengan

dipasang sekat komposit didapat maka nilai koefisisen penyerapan bunyi

bisa dihitung dengan rumus sebagai berikut


57

(contoh pada frekuensi 100Hz):

Koefisien penyerapan bunyi pada frekuensi 100Hz dengan variasi arah

serat searah adalah 0,34.

Data hasil pengujian redaman bunyi pada kondisi tanpa sekat dan kondisi dengan

sekat pada setiap variasi arah serat dan resin tanpa serat, data rata-rata serta nilai

koefisien penyerapan bunyi ditunjukkan pada Tabel 4.1 – 4.7.

Tabel 4.1 Data pengujian redaman bunyi pada kondisi tanpa sekat komposit

I II III

1 100 71,2 71,3 71,4 71,3

2 250 71,9 72,0 71,9 71,9

3 500 74,2 74,3 74,4 74,3

4 750 75,2 75,4 75,3 75,3

5 1000 75,8 75,7 75,8 75,8

6 1250 76,5 76,6 76,7 76,6

7 1500 76,7 76,8 76,9 76,8

8 2000 75,0 75,1 75,2 75,1

9 2500 77,4 77,5 77,6 77,5

10 3000 82,0 82,1 82,0 82,0

11 3500 88,9 89,0 88,9 88,9

12 4000 81,4 81,5 81,4 81,4

13 4500 84,1 84,2 84,3 84,2

14 5000 78,7 78,8 78,9 78,8

15 5500 72,7 72,8 72,7 72,7

16 6000 60,2 60,3 60,4 60,3

17 6500 72,9 73,0 73,2 73,0

18 7000 67,8 67,7 67,7 67,7

No

Rata-rata

Intensitas

(dB)

Frekuensi

(Hz)

Hasil Percobaan (dB) (Tanpa Sekat)


58

Tabel 4.2 Data pengujian redaman bunyi pada kondisi dengan sekat

resin tanpa serat


komposit serat acak

I II III

1 100 52,9 53,0 53,1 53,0

2 250 52,0 52,1 52,2 52,1

3 500 53,8 53,9 54,0 53,9

4 750 54,1 54,1 54,1 54,1

5 1000 56,3 56,3 56,3 56,3

6 1250 55,3 55,4 55,5 55,4

7 1500 51,4 51,5 51,8 51,6

8 2000 50,6 50,7 50,8 50,7

9 2500 51,2 51,3 51,4 51,3

10 3000 56,1 56,2 56,3 56,2

11 3500 63,6 63,5 63,6 63,6

12 4000 57,7 57,8 57,7 57,7

13 4500 53,5 53,4 53,4 53,4

14 5000 52,4 52,3 52,4 52,4

15 5500 50,8 50,9 51,0 50,9

16 6000 46,4 46,3 46,3 46,3

17 6500 41,5 41,6 41,7 41,6

18 7000 44,5 44,6 44,7 44,6

Frekuensi

(Hz)

Hasil Percobaan (dB) (Resin Tanpa Serat) Rata-rata

Intensitas

(dB)

No

I II III

1 100 49,9 50,0 50,1 50,0

2 250 53,6 53,7 53,7 53,7

3 500 52,7 52,8 52,8 52,8

4 750 51,4 51,4 51,3 51,4

5 1000 53,5 53,4 53,5 53,5

6 1250 53,5 53,6 53,7 53,6

7 1500 50,5 50,6 50,7 50,6

8 2000 49,0 49,1 49,2 49,1

9 2500 53,2 53,2 53,1 53,2

10 3000 59,8 59,8 59,8 59,8

11 3500 62,6 62,7 62,6 62,6

12 4000 55,5 55,6 55,6 55,6

13 4500 54,4 54,5 54,5 54,5

14 5000 56,4 56,4 56,4 56,4

15 5500 51,1 51,2 51,3 51,2

16 6000 46,7 46,8 46,7 46,7

17 6500 37,5 37,4 37,3 37,4

18 7000 44,4 44,5 44,6 44,5

No Frekuensi

(Hz)

Hasil Percobaan (dB) (Acak) Rata-rata

Intensitas

(dB)


59


komposit serat searah


komposit serat anyam

I II III

1 100 46,9 46,8 46,7 46,8

2 250 46,3 46,2 46,1 46,2

3 500 49,4 49,5 49,6 49,5

4 750 48,1 48,2 48,3 48,2

5 1000 50,3 50,4 50,5 50,4

6 1250 49,7 49,6 49,5 49,6

7 1500 46,7 46,7 46,7 46,7

8 2000 51,3 51,4 51,5 51,4

9 2500 49,1 49,0 49,1 49,1

10 3000 54,4 54,3 54,4 54,4

11 3500 58,1 58,2 58,1 58,1

12 4000 60,6 60,5 60,5 60,5

13 4500 58,0 58,1 58,2 58,1

14 5000 59,9 60,0 60,1 60,0

15 5500 53,1 53,2 53,3 53,2

16 6000 46,7 46,8 46,9 46,8

17 6500 41,5 41,6 41,7 41,6

18 7000 40,1 40,0 40,1 40,1

No

Rata-rata

Intensitas

(dB)

Frekuensi

(Hz)

Hasil Percobaan (dB) (Searah)

I II III

1 100 51,4 51,3 51,4 51,4

2 250 51,5 51,6 51,7 51,6

3 500 53,2 53,1 53,0 53,1

4 750 51,4 51,3 51,2 51,3

5 1000 54,8 54,9 54,7 54,8

6 1250 50,1 50,0 50,2 50,1

7 1500 50,6 50,7 50,8 50,7

8 2000 48,6 48,7 40,8 46,0

9 2500 51,1 51,2 51,3 51,2

10 3000 55,9 55,8 55,7 55,8

11 3500 61,1 61,2 61,3 61,2

12 4000 58,1 58,2 58,3 58,2

13 4500 54,8 54,7 54,6 54,7

14 5000 56,7 56,7 56,7 56,7

15 5500 51,1 51,2 51,3 51,2

16 6000 45,1 45,0 45,1 45,1

17 6500 45,5 45,6 45,7 45,6

18 7000 43,0 43,1 43,2 43,1

No

Hasil Percobaan (dB) (Anyam) Rata-rata

Intensitas

(dB)

Frekuensi

(Hz)


60

Tabel 4.6 Data rata-rata penyerapan bunyi pada kondisi tanpa sekat dan

dengan sekat komposit

Tabel 4.7 Koefisien penyerapan bunyi komposit dengan variasi arah serat

dan tanpa serat

Resin Tanpa

Serat

Komposit

Serat Anyam

Komposit

Serat Searah

Komposit

Serat Acak

1 100 71,3 53,0 51,4 46,8 50,0

2 250 71,9 52,1 51,6 46,2 53,7

3 500 74,3 53,9 53,1 49,5 52,8

4 750 75,3 54,1 51,3 48,2 51,4

5 1000 75,8 56,3 54,8 50,4 53,5

6 1250 76,6 55,4 50,1 49,6 53,6

7 1500 76,8 51,6 50,7 46,7 50,6

8 2000 75,1 50,7 46,0 51,4 49,1

9 2500 77,5 51,3 51,2 49,1 53,2

10 3000 82,0 56,2 55,8 54,4 59,8

11 3500 88,9 63,6 61,2 58,1 62,6

12 4000 81,4 57,7 58,2 60,5 55,6

13 4500 84,2 53,4 54,7 58,1 54,5

14 5000 78,8 52,4 56,7 60,0 56,4

15 5500 72,7 50,9 51,2 53,2 51,2

16 6000 60,3 46,3 45,1 46,8 46,7

17 6500 73,0 41,6 45,6 41,6 37,4

18 7000 67,7 44,6 43,1 40,1 44,5

NoFrekuensi

(Hz)

Rata-rata

Tanpa

Sekat (dB)

Rata-rata dengan Sekat (dB)

Resin Tanpa

Serat

Komposit

Serat Anyam

Komposit

Serat Searah

Komposit

Serat Acak

1 100 0,26 0,28 0,34 0,30

2 250 0,28 0,28 0,36 0,25

3 500 0,27 0,29 0,33 0,29

4 750 0,28 0,32 0,36 0,32

5 1000 0,26 0,28 0,33 0,29

6 1250 0,28 0,35 0,35 0,30

7 1500 0,33 0,34 0,39 0,34

8 2000 0,32 0,39 0,32 0,35

9 2500 0,34 0,34 0,37 0,31

10 3000 0,31 0,32 0,34 0,27

11 3500 0,29 0,31 0,35 0,30

12 4000 0,29 0,29 0,26 0,32

13 4500 0,37 0,35 0,31 0,35

14 5000 0,34 0,28 0,24 0,28

15 5500 0,30 0,30 0,27 0,30

16 6000 0,23 0,25 0,22 0,22

17 6500 0,43 0,38 0,43 0,49

18 7000 0,34 0,36 0,41 0,34

Koefisien Penyerapan Bunyi

NoFrekuensi

(Hz)


61

Grafik nilai penyerapan bunyi pada resin tanpa serat dan komposit dengan variasi

arah serat ditunjukkan pada Gambar 4.1 – 4.4.

Gambar 4.1 Grafik nilai penyerapan bunyi spesimen resin tanpa serat

Gambar 4.2 Grafik nilai penyerapan bunyi komposit dengan variasi arah serat

acak


62


searah


anyam


63

Grafik nilai intesitas penyerapan bunyi serta koefisien penyerapan bunyi pada

spesimen resin tanpa serat dan komposit dengan variasi arah serat ditunjukkan

pada Gambar 4.5 - 4.6.

Gambar 4.5 Grafik intesitas penyerapan bunyi pada spesimen resin tanpa serat dan

komposit dengan variasi arah serat

Gambar 4.6 Grafik koefisien penyerapan bunyi pada komposit tanpa serat dan



64

4.1.2 Hasil Pengujian Tarik

Pengujian tarik pada komposit serat batang bambu petung dengan variasi arah

pemasangan serat dan resin tanpa serat menghasilkan hubungan antara beban

dengan pertambahan panjang. Data – data hasil pengujian ditampilkan dalam

bentuk grafik kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas.

Pengujian tarik dilakukan pada spesimen resin tanpa serat dan kompsoit serat

batang bambu dengan variasi arah pemasangan serat, fraksi komposit serat batang

bambu yang digunakan sebesar 25% volume serat dari total volume komposit.

Dari pengujian tarik tersebut didapatkan printout grafik hubungan antara beban

dan pertambahan panjang, dari data tersebut dapat digunakan untuk menentukan

nilai kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas dari komposit serat batang

bambu petung tanpa serat dan dengan variasi arah pemasangan serat.

Data dan grafik hasil pengujian diurutkan mulai dari spesimen resin tanpa

serat, komposit dengan variasi serat acak, searah dan yang terakhir komposit

dengan serat anyam. Berikut adalah langkah-langkah pengujian tarik serta

perhitungan yang digunakan :

a. Spesimen Uji Tarik dibentuk sesuai standar ASTM D638-02 Type 1.

b. Spesimen dipasang pada alat pengujian tarik

c. Setelah data beban dan pertambahan panjang didapat, selanjutnya

dilakukan perhitungan dengan rumus sebagai berikut :

Untuk mendapat kekuatan tarik dipergunakan rumus :

A0 = Luas penampang spesimen

= lebar x tebal

= 14,0 mm x 5,40 mm

= 75,60 mm2

Kekuatan tarik (𝞼) =

=

= 3,31 kg/mm2

x 9,81 m

/s2

= 32,48 MPa


65

Selanjutnya untuk mendapatkan regangan dipergunakan rumus :

ΔL = Pertambahan panjang = 1,30 mm

L0 = Panjang awal = 57 mm

Regangan (𝞮) =

= 0,0228

Modulus Elastisitas (E) =(

)/1000

=(

)/1000

= 1,42 GPa

Data hasil perhitungan kekuatan tarik, regangan, modulus elastisitas serta

rerata perhitungan pada spesimen resin tanpa serat dan komposit serat batang

bambu dengan variasi pemasangan acak,searah, dan anyam disajikan pada Tabel

4.8 - 4.22 dibawah.

Tabel 4.8 Dimensi spesimen resin tanpa serat

Tabel 4.9 Kekuatan tarik dan regangan spesimen resin tanpa serat

Tabel 4.10 Modulus elastisitas spesimen resin tanpa serat

No Kode Lebar (mm) Tebal (mm) Luas Penampang (mm²)

1 TS_1 14,0 5,40 75,60

2 TS_2 13,7 5,25 71,93

3 TS_3 13,2 5,25 69,30

13,6 5,30 72,28

Kom

posi

t

Tan

pa

Ser

at DIMENSI SPESIMEN TANPA SERAT

Rata - rata

TS_1 250,3 75,60 57,00 58,30 9,81 1,30 32,48 0,0228

TS_2 243,3 71,93 57,00 58,40 9,81 1,40 33,18 0,0246

TS_3 231,9 69,30 57,00 58,40 9,81 1,40 32,83 0,0246

32,83 0,0240

KEKUATAN TARIK DAN REGANGAN SPESIMEN TANPA SERAT

Luas Penampang

(mm²)Kode Beban (Kg) L0 (mm) L (mm) ΔL (mm)

Kekuatan

Tarik (MPa)Regangan

Grafitasi

(m/s²)

Rata - rata

TS_1 32,48 0,0228 1,42

TS_2 33,18 0,0246 1,35

TS_3 32,83 0,0246 1,34

1,37Rata - rata

MODULUS ELASTISITAS SPESIMEN TANPA SERAT

KodeKekuatan Tarik

(MPa)Regangan

Modulus Elastisitas

(GPa)


66

Tabel 4.11 Dimensi komposit dengan variasi serat acak

Tabel 4.12 Kekuatan tarik dan regangan komposit dengan variasi serat acak

Tabel 4.13 Modulus elastisitas komposit dengan variasi serat acak

Tabel 4.14 Dimensi komposit dengan variasi serat searah

Tabel 4.15 Kekuatan tarik dan regangan komposit dengan variasi serat searah


1 AC_1 13,3 5,25 69,56

2 AC_2 13,1 5,30 69,48

3 AC_3 13,5 5,20 70,20

13,3 5,25 69,75Rata - rata

DIMENSI SPESIMEN KOMPOSIT SERAT ACAK

Kom

posi

t S

erat

Aca

k

AC_1 77,6 69,56 57,00 57,45 9,81 0,45 10,94 0,0079

AC_2 76,7 69,48 57,00 57,40 9,81 0,40 10,83 0,0070

AC_3 71,7 70,20 57,00 57,35 9,81 0,35 10,02 0,0061

10,60 0,0070

KEKUATAN TARIK DAN REGANGAN SPESIMEN KOMPOSIT SERAT ACAK

Kode Beban (Kg)Luas Penampang

(mm²)

Gravitasi

(m/s²)

Kekuatan

Tarik (MPa)ReganganΔL (mm)

Rata - rata

L0 (mm) L (mm)

AC_1 10,94 0,0079 1,39

AC_2 10,83 0,0070 1,54

AC_3 10,02 0,0061 1,63

1,52Rata - rata

MODULUS ELASTISITAS SPESIMEN KOMPOSIT SERAT ACAK

KodeKekuatan Tarik

(MPa)Regangan

Modulus Elastisitas

(GPa)


1 SE_1 14,2 5,00 71,00

2 SE_2 14,0 5,15 71,84

3 SE_3 13,5 4,95 66,83

13,9 5,03 69,89

Kom

posi

t S

erat

Sea

rah

Rata - rata

DIMENSI SPESIMEN KOMPOSIT SERAT SEARAH

SE_1 259,4 71,00 57,00 57,56 9,81 0,56 35,84 0,0098

SE_2 245,4 71,84 57,00 57,45 9,81 0,45 33,51 0,0079

SE_3 226,1 66,83 57,00 58,10 9,81 1,10 33,19 0,0193

34,18 0,0123

Kekuatan

Tarik (MPa)ReganganKode Beban (Kg)

Luas Penampang

(mm²)L0 (mm) L (mm)

Grafitasi

(m/s²)

KEKUATAN TARIK DAN REGANGAN SPESIMEN KOMPOSIT SERAT SEARAH

ΔL (mm)

Rata - rata


67

Tabel 4.16 Modulus elastisitas komposit dengan variasi serat searah

Tabel 4.17 Dimensi komposit dengan variasi serat anyam

Tabel 4.18 Kekuatan tarik dan regangan komposit dengan variasi serat anyam

Tabel 4.19 Modulus elastisitas komposit dengan variasi serat anyam

SE_1 35,84 0,0098 3,65

SE_2 33,51 0,0079 4,24

SE_3 33,19 0,0193 1,72

3,20Rata - rata

Kekuatan Tarik

(MPa)Regangan

Modulus Elastisitas

(GPa)

MODULUS ELASTISITAS SPESIMEN KOMPOSIT SERAT SEARAH

Kode


1 AN_1 13,5 5,20 69,94

2 AN_2 13,5 5,15 69,27

3 AN_3 14,1 5,25 74,03

13,7 5,20 71,08

DIMENSI SPESIMEN KOMPOSIT SERAT ANYAM

Rata - rata

Kom

posi

t S

erat

Anyam

AN_1 258,0 69,94 57,00 57,65 9,81 0,65 36,19 0,0114

AN_2 215,6 69,27 57,00 57,55 9,81 0,55 30,53 0,0096

AN_3 234,1 74,03 57,00 57,45 9,81 0,45 31,02 0,0079

32,58 0,0096Rata - rata

Grafitasi

(m/s²)

KEKUATAN TARIK DAN REGANGAN KOMPOSIT SERAT ANYAM

Kode Beban (Kg) L0 (mm) L (mm) ΔL (mm)Kekuatan

Tarik (MPa)Regangan

Luas Penampang

(mm²)

AN_1 36,19 0,0114 3,17

AN_2 30,53 0,0096 3,16

AN_3 31,02 0,0079 3,93

3,42Rata - rata

MODULUS ELASTISITAS SPESIMEN KOMPOSIT SERAT ANYAM

KodeKekuatan Tarik

(MPa)Regangan

Modulus Elastisitas

(GPa)


68

Tabel 4.20 Rata-rata kekuatan tarik pada spesimen komposit

Tabel 4.21 Rata-rata regangan pada spesimen komposit

Tabel 4.22 Rata-rata modulus elastisitas spesimen komposit

No Komposit Kekuatan Tarik (MPa)

1 Tanpa Serat 32,83

2 Serat Acak 10,60

3 Serat Searah 34,18

4 Serat Anyam 32,58

RATA - RATA KEKUATAN TARIK KOMPOSIT

No Komposit Regangan

1 Tanpa Serat 0,0240

2 Serat Acak 0,0070

3 Serat Searah 0,0123

4 Serat Anyam 0,0096

RATA - RATA REGANGAN KOMPOSIT

No Komposit Modul Elastisitas (GPa)

1 Tanpa Serat 1,37

2 Serat Acak 1,52

3 Serat Searah 3,06

4 Serat Anyam 3,42

RATA - RATA MODULUS ELASTISITAS KOMPOSIT


69

Grafik nilai kekuatan tarik, regangan serta modulus elastisitas pada spesimen resin

tanpa serat ditunjukkan pada Gambar 4.7 – 4.9.

Gambar 4.7 Grafik nilai kekuatan tarik pada spesimen resin tanpa serat

Gambar 4.8 Grafik nilai regangan spesimen resin tanpa serat

32,48 33,18 32,83 32,83

0,0228 0,0246

0,0240 0,0246


70

Gambar 4.9 Grafik nilai modulus elastisitas spesimen resin tanpa serat

Grafik nilai kekuatan tarik, regangan serta modulus elastisitas pada spesimen

komposit dengan variasi serat acak ditunjukkan pada Gambar 4.10 – 4.12.

Gambar 4.10 Grafik nilai kekuatan tarik komposit dengan variasi serat acak

1,42 1,35 1,34 1,37

10,94 10,83 10,02

10,60


71

Gambar 4.11 Garfik nilai regangan komposit dengan variasi serat acak

Gambar 4.12 Grafik nilai modulus elastisitas komposit dengan variasi serat acak

0,0079

0,0070

0,0061

0,0070

1,39

1,54 1,63

1,52


72


komposit dengan variasi serat searah ditunjukkan pada Gambar 4.13 – 4.15.

Gambar 4.13 Grafik nilai kekuatan tarik komposit dengan variasi serat searah

Gambar 4.14 Grafik nilai regangan komposit dengan variasi serat searah

35,84

33,51 33,19 34,18

0,0098

0,0079

0,0193

0,0123


73

Gambar 4.15 Grafik nilai modulus elastisitas komposit dengan variasi serat serah


komposit dengan variasi serat anyam ditunjukkan pada Gambar 4.16 – 4.18.

Gambar 4.16 Grafik nilai kekuatan tarik komposit dengan variasi serat anyam

36,19

30,53 31,02 32,58

3,65

4,23

1,72

3,20


74

Gambar 4.17 Grafik nilai regangan komposit dengan variasi serat anyam

Gambar 4.18 Grafik nilai modulus elastisitas komposit dengan variasi serat anyam

3,17 3,16

3,93

3,42

0,0114

0,0096

0,0079

0,0096


75

Grafik nilai rata-rata kekuatan tarik, regangan serta modulus elastisitas pada

spesimen resin tanpa serat dan komposit dengan variasi pamasangan arah serat

ditunjukkan pada Gambar 4.19 – 4.21.

Gambar 4.19 Grafik rata-rata kekuatan tarik pada spesimen resin tanpa serat dan


Gambar 4.20 Grafik rata-rata regangan pada spesimen resin tanpa serat dan


32,83

10,60

34,18 32,58

0,0240

0,0070

0,0123

0,0096


76

Gambar 4.21 Grafik rata-rata modulus elastisitas pada spesimen resin tanpa serat

dan komposit dengan variasi arah serat

4.2 Pembahasan Pengujian

Dalam pengujian yang telah dilakukan, selanjutnya disertakan pembahasan

guna menjelaskan pengujian tarik dan pengujian redaman bunyi.

4.2.1 Pembahasan Uji Redaman Bunyi

Pada Tabel 4.1-4.5 ditampilkan data hasil pengujian redaman bunyi pada

kondisi tanpa sekat dan kondisi dengan sekat komposit tanpa serat maupun

komposit dengan variasi arah serat dan menunjukan bahwa dengan kondisi diberi

sekat maka hasil penyerapan bunyinya juga semakin baik ditandai dengan

penurunan harga intensitas bunyi yang signifikan.

Penentuan nilai koefisien penyerepan bunyi didapatkan dengan persamaan 2.7

dan ditampilkan pada Tabel 4.7 menunjukkan besar koefisien penyerapan bunyi

yang terjadi pada spesimen tanpa serat, komposit serat acak, komposit serat searah

dan komposit serat anyam. Dapat dilihat bahwa ada beberapa nilai koefisien yang

memilki hasil kurang baik karena berada dibawah standar penyerapan bunyi ISO

11654 yaitu 0,3 (α > 0,3) dimana spesimen resin tanpa serat memiliki sembilan

data yang nilai koefisiennya dibawah 0,3 yaitu pada Frekuensi 100 Hz, 250 Hz,

1,37 1,52

3,06

3,42


77

500 Hz, 750 Hz, 1000 Hz, 1250 Hz, 3500 Hz, 4000 Hz dan 6000 Hz. Untuk

komposit dengan variasi serat anyam memilki tujuh data dibawah nilai koefisien

0,3 yaitu pada frekuensi 100 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 4000 Hz, 5000 Hz dan

6000 Hz. Untuk komposit dengan variasi serat acak memiliki enam data yang

berada dibawah nilai koefisien 0,3 yaitu pada frekuensi 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz,

3000 Hz, 5000 Hz dan 6000 Hz. Komposit dengan variari serat searah memilki

paling sedikit nilai koefisien yang berada dibawah 0,3 sebanyak empat data yaitu

pada frekuensi 4000 Hz, 5000 Hz, 5500 Hz dan 6000 Hz. Dapat dilihat pula

frekuensi 6000 Hz menjadi frekuensi yang paling sulit untuk diredam karena baik

spesimen tanpa serat maupun komposit dengan variasi arah serat memiliki angka

koefisien dibawah 0,3.

Dari data hasil percobaan dapat dilihat bahwa komposit dengan variasi serat

acak memiliki nilai koefisien penyerapan bunyi paling tinggi yaitu 0,49 pada

frekuensi pengujian 6500 Hz sedangkan nilai koefisien penyerapan bunyi

terendah terjadi pada dua variasi arah serat yaitu komposit dengan variasi serat

searah dan serat acak sebesar 0,22 dengan frekuensi pengujian 6000 Hz.

4.2.2 Pembahasan Uji Tarik

Persamaan yang dipergunakan dalam pengujian tarik untuk mendapatkan

nilai dari kekuatan tarik, regangan serta modulus elastisitas ditunjukkan pada

persamaan 2.4, 2.5 dan 2.6.

Pada Tabel 4.9 dan 4.10 ditampilkan data hasil pengujian dan didapatkan

nilai kekuatan tarik, regangan serta modulus elastisitas dari spesimen resin tanpa

serat. Selanjutnya ditampilkan grafik kekuatan tarik, regangan dan modulus

elastisitas resin tanpa serat yang ditunjukan pada Gambar 4.7 – 4.9. Dilihat dari

Tabel 4.9 data yang diperoleh, diketahui bahwa kekuatan tarik rata-rata spesimen

resin tanpa serat adalah 32,83 MPa, dapat dilihat pula untuk nilai kekuatan tarik

terendah terdapat pada spesimen TS_1 yaitu 32,48 MPa sedangkan nilai kekuatan

tarik tertinggi terdapat pada spesimen TS_2 yaitu 33,18 MPa. Selanjutnya dapat

dilihat juga pada Tabel 4.9 untuk nilai regangan rata-rata pada spesimen resin

tanpa serat sebesar 0,0240, diketahui pula nilai regangan terendah terdapat pada


78

spesimen TS_1 sebesar 0,0228, untuk nilai regangan pada spesimen TS_2 dan

TS_3 keduanya memiliki nilai regangan yang sama yaitu 0,0246. Selanjutnya

berdasarkan tabel 4.10 didapatkan data untuk nilai modulus elastisitas dari

spesimen resin tanpa serat dimana nilai rata-rata modulus elastisitasnya adalah

1,37 GPa, untuk nilai modulus elastisitas terendah terdapat pada spesimen TS_3

sebesar 1,34 GPa sedangkan nilai tertinggi terdapat pada spesimen TS_1 sebesar

1,42 GPa.

Untuk Tabel 4.12 dan 4.13 ditampilkan data hasil pengujian dan

didapatkan nilai kekuatan tarik, regangan serta modulus elastisitas dari komposit

serat batang bambu dengan variasi serat acak. Selanjutnya data ditampilkan pada

grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.10 – 4.12. Dilihat dari Tabel 4.12 data

yang diperoleh, diketahui bahwa kekuatan tarik rata-rata komposit serat batang

bambu dengan variasi serat acak adalah 10,60 MPa, dapat dilihat pula untuk nilai

kekuatan tarik terendah terdapat pada spesimen AC_3 yaitu 10,02 MPa sedangkan

nilai kekuatan tarik tertinggi terdapat pada spesimen AC_1 yaitu 10,94 MPa.

Selanjutnya dapat dilihat juga pada Tabel 4.12 untuk nilai regangan rata-rata pada

komposit serat batang bambu dengan variasi serat acak adalah sebesar 0,0070,

diketahui pula nilai regangan terendah terdapat pada spesimen AC_3 sebesar

0,0061, untuk nilai regangan tertinggi terdapat pada spesimen AC_1 yang

memiliki nilai regangan sebesar 0,0079. Selanjutnya berdasarkan tabel 4.13

didapatkan data untuk nilai modulus elastisitas dari komposit serat batang bambu

dengan variasi serat acak dimana nilai rata-rata modulus elastisitasnya adalah 1,52

GPa, untuk nilai modulus elastisitas terendah terdapat pada spesimen AC_1

sebesar 1,39 GPa sedangkan nilai tertinggi terdapat pada spesimen AC_3 sebesar

1,63 GPa.



serat batang bambu dengan variasi serat searah. Selanjutnya nilai kekuatan tarik,

regangan serta modulus elastisitas ditampilkan pada grafik yang disajikan pada

Gambar 4.13 – 4.15. Dilihat dari Tabel 4.15 data yang diperoleh, diketahui bahwa


79

kekuatan tarik rata-rata komposit serat batang bambu dengan variasi serat searah

adalah 34,18 MPa, dapat dilihat juga untuk nilai kekuatan tarik terendah terdapat

pada spesimen SE_3 sebesar 33,19 MPa sedangkan nilai kekuatan tarik tertinggi

terdapat pada spesimen SE_1 yaitu 35,84 MPa. Selanjutnya dapat dilihat juga

pada Tabel 4.15 untuk nilai regangan rata-rata pada komposit serat batang bambu

dengan variasi serat searah adalah sebesar 0,0123, diketahui juga nilai regangan

terendah terdapat pada spesimen SE_2 yaitu 0,0079, untuk nilai regangan

tertinggi terdapat pada spesimen SE_3 yang memiliki nilai regangan sebesar

0,0193. Selanjutnya berdasarkan tabel 4.16 diperoleh data untuk nilai modulus

elastisitas dari komposit serat batang bambu dengan variasi serat searah dimana

nilai rata-rata modulus elastisitasnya sebesar 3,20 GPa, untuk nilai modulus

elastisitas terendah terdapat pada spesimen SE_3 sebesar 1,72 GPa sedangkan

untuk nilai tertinggi terdapat pada spesimen SE_2 sebesar 4,24 GPa.



serat batang bambu dengan variasi serat anyam. Selanjutnya data ditampilkan

pada grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.16 – 4.18. Dilihat dari Tabel 4.18

data yang didapat, diketahui bahwa kekuatan tarik rata-rata komposit serat batang

bambu dengan variasi serat anyam adalah 32,58 MPa, dapat dilihat juga untuk

nilai kekuatan tarik terendah terdapat pada spesimen AN_2 sebesar 30,53 MPa

sedangkan nilai kekuatan tarik tertinggi terdapat pada spesimen AN_1 yaitu 36,19

MPa. Selanjutnya dapat dilihat juga pada Tabel 4.18 untuk nilai regangan rata-rata

pada komposit serat batang bambu dengan variasi serat anyam adalah sebesar

0,0096, diketahui pula nilai regangan terendah terdapat pada spesimen AN_3

yaitu 0,0079, sedangkan untuk nilai regangan tertinggi terdapat pada spesimen

AN_1 yang memiliki nilai regangan sebesar 0,0114. Selanjutnya berdasarkan

tabel 4.19 diperoleh data untuk nilai modulus elastisitas dari komposit serat

batang bambu dengan variasi serat anyam dimana nilai rata-rata modulus

elastisitasnya adalah sebesar 3,42 GPa, untuk nilai modulus elastisitas terendah

terdapat pada spesimen AN_2 sebesar 3,16 GPa sedangkan untuk nilai tertinggi

terdapat pada spesimen AN_3 yaitu sebesar 3,93 GPa.


80

Pada Gambar 4.19 menunjukan nilai rata-rata kekuatan tarik tertinggi

terdapat pada komposit dengan variasi serat searah yaitu sebesar 34,18 MPa

sedangkan untuk nilai rata-rata kekuatan tarik terendah terdapat pada komposit

dengan variasi arah serat acak yaitu 10,60 MPa.

Dari Gambar 4.20 menunjukan nilai rata-rata regangan tertinggi terdapat

pada spesimen resin tanpa serat sebesar 0,0240. Selanjutnya untuk spesimen

komposit, nilai rata-rata regangan tertinggi terdapat pada komposit dengan variasi

serat searah yaitu 0,0123 dan nilai rata-rata regangan terendah terdapat pada

komposit dengan variasi arah serat acak yaitu 0,0070.

Pada Gambar 4.21 menunjukan nilai rata-rata modulus elastisitas tertinggi

terdapat pada komposit dengan variasi serat anyam yaitu 3,42 GPa sedangkan

nilai rata-rata modulus elastisitas terendah terdapat pada spesimen resin tanpa

serat yaitu 1,37 GPa.

Berdasarkan data dan perhitungan hasil pengujian yang telah dilakukan

diketahui bahwa pemakaian serat alam kususnya serat bambu petung dengan

variasi pemasangan arah serat dapat mempengaruhi kekuatan tarik dari bahan

pengikat resin. Namun tidak semua arah pemasangan serat dapat mempengaruhi

kekuatan tarik dari komposit karena dalam penelitian ini didapati bahwa komposit

dengan variasi serat anyam dan acak mengalami penurunan yang disebabkan oleh

munculnya Void akibat penekanan saat pembuatan komposit yang kurang kuat

dan penggabungan resin dengan serat yang kurang sempurna pada saat pembuatan

sehingga masih terdapat celah yang ditunjukkan pada Gambar 4.22 dibawah.

Gambar 4.22 Celah dan Void pada spesimen komposit


81

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari semua hasil pengujian, perhitungan serta analisa data maka diperoleh

bebarapa kesimpulan baik untuk pengujian redaman bunyi dan pengujian tarik.

Kesimpulan tersebut antara lain :

1. Hasil pengujian redaman bunyi yang dilakukan pada spesimen resin tanpa

serat dan spesimen komposit dengan variasi arah serat, didapatkan nilai

koefisien penyerapan bunyi yang berada diatas 0,3 (α > 0,3) untuk setiap

variasi pada frekuensi 1500 Hz, 2000 Hz, 2500 Hz, 4500 Hz, 6500 Hz, dan

7000Hz. Sedangkan frekuensi 6000 Hz menjadi frekuensi yang paling sulit

diredam karena semua spesimen baik resin tanpa serat maupun komposit

dengan variasi arah serat memiliki nilai koefisien penyerapan bunyi lebih

rendah dari 0,3 (α < 0,3). Koefisien penyerapan bunyi tertinggi terjadi di

frekuensi 6500 Hz yaitu 0,49 pada spesimen komposit dengan variasi serat

acak.

2. Pada setiap variasi komposit dengan arah serat dan spesimen resin tanpa

serat memiliki nilai kekuatan tarik dengan selisih yang tidak terlalu jauh

pada setiap pengujiannya, dimana komposit dengan nilai rata-rata

kekuatan tarik tertinggi terdapat pada komposit dengan variasi serat searah

yaitu 34,18 MPa.

3. Dari ketiga komposit dengan variasi arah serat, nilai rata-rata regangan

terbaik dihasilkan oleh komposit dengan variasi serat searah dengan nilai

sebesar 0,0123. Untuk spesimen resin tanpa serat memiliki nilai rata-rata

sebesar 0,0240.

4. Modulus elastisitas komposit dengan variasi arah serat cenderung

mengalami kenaikan pada setiap variasi arah seratnya dibanding dengan

spesimen resin tanpa serat dimana nilai modulus elastisitas tertinggi terjadi

pada komposit dengan variasi serat anyam yaitu 3,42 GPa.


82

5.2 Saran

Dalam pengujian redaman bunyi maupun pengujian tarik ini masih terdapat

banyak kekurangan. Oleh sebab itu Peneliti memberikan saran yang dapat

digunakan untuk mengembangkan penelitian selanjutnya. Adapun saran tersebut

adalah :

1. Pada saat pembuatan komposit harus diperhatikan pada proses

penggabungan serat dengan resin, sehingga saat proses penekanan bisa

lebih merata dan dapat mengurangi terbentuknya void yang akan

menggangu pengujian tariknya.

2. Lebih memperhatikan proses penggabungan serat dan resin karena resin

dan serat memiliki massa jenis yang sedikit berbeda sehingga saat

penuangan akan sedikit bergeser pada posisi seratnya.

3. Untuk resonator bisa dimodifikasi lagi dengan penambahan lubang yg

ditutup kaca atau akrilik untuk memudahkan pengambilan data uji

redaman.

4. Untuk penelitian selanjutnya bisa ditambah dengan pengujian Impak untuk

mendapat nilai lebih banyak dari sifat mekanis komposit yang dibentuk.


83

DAFTAR PUSTAKA

Ardhyananta, Hosta, dkk. (2012). Karakterisasi dan Sifat Mekanik Bambu Ori

dan Bambu Petung. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

ASTM, D638. 2002. America Society For Testing of Material. Philadelphia: PA

Bismarck, dkk. (2002). Influence of Alkali Treatment on Surface Properties of

Fibers. New York: McGraw hill.

Callister, William D. (2001). Fundamentals of Materials Science and

Engineering, New York: John Wiley & Sons, Inc.

Davis, H.E., Troxell, G.E., Wiskocil, C.T. (1955). The Testing and Inspection Of

Engineering Materials. McGraw Hill Book Company. New York.

Deborah. (2009). Composites Materials. State University of New York, Buffalo

Dept. Mechanical and Aerospace. Engineering: USA.

Dieter, G. E., (1987). Metalurgi Mekanik, terj. Sriati D. Jakarta: Erlangga.

Dransfield, S. dan Widjaya E.A,. (1995). Bamboo Plant Resources of South East

Asia 7th

edition. Bekhays, Leiden.

Fatkhurohman, M. Aji. dan Suoriyadi. (2013). Tingkat Redaman Bunyi Suatu

Bahan (Triplek, Gypsum dan Styrofoam), Semarang: Jurusan Pendidikan

IPA Konsentrasi Fisika, PPs UNNES.

Gabriel, J.F., (2001). Fisika Lingkungan. Jakarta: Hipokrates.

Gibson, R.F. (1994). Principles of Composite Material Mechanics. Singapore:

Mc.Graw Hill, Inc.

Hartanto, L. (2009). Study Perlakuan Alkali dan Fraksi Volume Bermatrik

Polyester BQTN 157, Skripsi. Surakarta : Universitas Muhamadiyah

Surakarta.

Irawati, I. S. dan Saputra, A. (2012). Analisis Statistik Sifat Mekanika Bambu

Petung, prosiding Simposium Nasional Rekayasa dan Budidaya Bambu I

2012, Rekayasa Bambu sebagai solusi pelestarian lingkungan. ISBN:978-

602-95687-6-9, 30 Januari 2012, JTSL FT UGM, Yogyakarta.

Janssen, J. J. A. (1981). Bamboo In Building Structures Eindhoven: Technische

Hogeschool Eindhoven DOI: 10.6100/IR11834.


84

Jones, Robert.M . (1975). Mechanic of Composite Materials. Virginia: Taylor &

Francis.

Kurniawan, Yosef Fajar Bayu. (2018). Komposit Serat Bambu dengan Variasi

Orientasi Susunan Serat Sebagai Material Alternatif Peredam Suara.

Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Lewis, H.B., and Dougals H.B. 1994. Industrial Noise Control Fundamentals and

Applications. New York.

Lord, H.W., Gatley, W.S., Evensen, H.A. (1980). Noise Control For Engineers.

McGraw Hill Bo. Co., New York.

Morisco. (1990). Rekayasa Bambu. Yogyakarta: Nafiri Offset.

Nawanti, Paulina Dwi. (2018). Serat Eceng Gondok sebagai Filler Komposit

Peredam suara. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Perdana, Ricky Aditya. (2018). Komposit Serat Bambu Dengan Variasi Jenis

Matriks Sebagai Material Alternatif Peredam Suara. Yogyakarta:

Universitas Sanata Dharma.

Prabowo Triharyanto. (2018). Komposit Bambu Apus dengan Variasi Fraksi

Volume Filler sebagai Material Alternative Peredam Bunyi. Yogyakarta:

Universitas Sanata Dharma.

Sastrapradja, Setiaji. (1977). Beberapa Jenis Bambu. Bogor: Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia.

Schwartz. (1984). Composite Materials Handbook. New York: McGraw Hill Inc.

Suandika, M. (2009). Pengaruh Biologis Efek Kebisingan Terhadap Makhluk

Hidup. : 27-29.

Surdia, Tata. (1999). Pengetahuan Bahan Teknik Cetakan keempat. Jakarta:

Pradnya Paramita.

Sutiyono, A., Hendratmono, M. Wardani, I Sukardi. (1992). KARAKTERISTIK

TANAMAN BAMBU PETUNG (Dendrocalamus asper Back.) DI

DATARAN RENDAH DI DAERAH SUBANG, JAWA BARAT. Bogor: Pusat

Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi.


85

Verhoef, R. (1957). Koleksi Jenis-Jenis Bambu Pusat Penelitian dan

Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam Bogor Di Stasiun Penelitian

Hutan Arcamic. Bandung.

International Organization for Standaritation. [Diakses tanggal 13 Juni 2019].

https://www.iso.org/standard/19583.html

Sound Absorption Rating. Research Gate. [Diakses tanggal 13 Juni 2019].

https://www.researchgate.net/figure/Rating-of-sound-absorption-

according-to-ISO-11654-1997_tbl1_320915773


https://www.iso.org/standard/19583.html

https://www.researchgate.net/figure/Rating-of-sound-absorption-according-to-ISO-11654-1997_tbl1_320915773

https://www.researchgate.net/figure/Rating-of-sound-absorption-according-to-ISO-11654-1997_tbl1_320915773

86

LAMPIRAN

Lampiran 1. Spesimen Uji Redaman Bunyi

a. Komposit dengan variasi serat acak

b. Komposit dengan variasi serat searah

c. Komposit dengan variasi serat anyam


87

Lampiran 2. Spesimen Uji Tarik Komposit Serat Acak

a. Sebelum Uji Tarik

b. Setelah Uji Tarik

Lampiran 3. Spesimen Uji Tarik Komposit Serat Searah



88


Lampiran 4. Spesimen Uji Tarik Komposit Serat Anyam




89

Lampiran 5. Spesimen Uji Tarik Bahan Resin Tanpa Serat

a. Setelah Uji Tarik

Lampiran 6. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Komposit Serat Acak

Dari lima kali pengujian dipilih hasil pengujian dengan nilai kekuatan tarik paling

baik untuk pengujian I, III, dan IV.

Lampiran 7. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Komposit Serat Searah


baik untuk pengujian II, III, dan IV.


90

Lampiran 8. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Komposit Serat Anyam


baik untuk pengujian II, III, dan IV

Lampiran 9. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Bahan Resin Tanpa Serat


baik untuk pengujian I, II, dan III


91


Documents

ANALISA TINGKAT REDAMAN BUNYI KOMPOSIT SERAT BATANG …