HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Kompsit Serbuk Gergaji Kayu Jati
Serbuk gergaji kayu jati merupakan serbuk yang memiliki potensi sebagai material alternatif untuk pembuatan papan komposit peredam suara. Dalam penelitian ini serbuk akan dimamfaatkan untuk pembuatan papan komposit peredam suara. Pengunaan serbuk gergaji kayu jati terlebih dahulu memerlukan perlakuan lebih lanjut agar dapat meningkatkan kualitas serbuk yang berfungsi sebagai penguat atau pengisi baik. Salah satu perlakuan yang dapat dilakukan dalam membuat material komposit yaitu serbuk gergaji kayu jati adalah dengan membuat komposit dalam bentuk papan partikel. Untuk mendapatkan komposisi terbaik sebagaimana yang diingingkan, maka dalam pembuatan komposit serbuk dapat divariasikan dalam beberapa komposisi campuran. Pada penelitian ini dilakukan kombinasi variasi jumlah campuran resin polyster dan serbuk kayu jati yaitu 70:30%, 60:40% dan 50:50%. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi komposisi campuran terbaik untuk komposit papan berpenguat serbuk gergaji kayu jati dan resin polyester sebagai matriknya (perekat) untuk penggunaan material peredam suara. Metode yang digunakan dalam pembuatan biokomposit resin-serbuk komposit serbuk gergaji kayu jati adalah metode anancetak tek tertutup.
Adapun pengujian yang dilakukan untuk mengetahui kemampuan redam dengan kualitas yang baik yang ditunjukkan dengan nialai redaman tinggi. Untuk mengetahui proses pembuatan dan karakteristik secara fisik komposit campuran
36 serbuk gergaji kayu jati dengan resin polyster dengan tekan dapat kita lihat pada Gambar 4.1 berikut:
Gambar 4.1 Pengambilan limbah serbuk gergaji kayu jati dari mabeler Pada gambar diatas, terlihat bahwa serbuk gergaji kayu jati diambil dimabel-mabel yang ada dalam kota kendari tepatnya diJalan Bay Pas Kendari, dengan alasan bahwa pada daerah tersebut berdasarkan observasi ditemukan limbah serbuk gergaji yang berserahkan dan tidak beraturan yang tidak dimanfaatkan bahkan dapat menimbulkan pencemaran lingkungan. Banyaknya limbah serbuk gergaji yang terbuang maka perlu diadakan pemilihan bahan karna dimabeler banyak limbah serbuk selain serbuk gergaji kayu jati, jadi limbah serbuk gergaji kayu jati dipisahkan dengan limbah serbuk lain. Limbah serbuk kayu jati berbentuk partikel memiliki diameter berbeda-beda sehingga diperlukan proses pengayaman dengan Mesh untuk mendapatkan ukuran partikel yang seragam. Susunan mesh 30, 40 dan 50 dengan ukuran partikel yang diambil mesh 40.
37 4.2 Pengujian Koofisien Serap Suara
Hasil pengujian koefisien penyerapan suara berikut adalah data hasil pengujian dari 27 jumlah spesimen yang terdiri masing-masing 3 spesimen untuk setiap fraksi volume serat 30%; 40%; 50% dengan frekuensi masuk 250 Hz; 500 Hz; dan 750 Hz.
Tabel 4.1 Hasil pengujian koefisien penyerapan suara (α) untuk masing-masing fraksi volume serat dan frekuensi masukan.
Fraksi Volume serat (%) Frekuensi 250 (Hz) 500 (Hz) 750 (Hz) Energi Datang (dB) Energi Serap (dB) Energi Datang (dB) Energi Serap (dB) Energi Datang (dB) Energi Serap (dB) 30:70 116.2 79.4 114.8 76.0 119.8 67.1 116.2 80.0 114.8 77.4 119.8 69.9 116.2 74.3 114.8 70.7 119.8 71.7 40:60 116.2 77.9 114.8 74.7 119.8 69.6 Rata-rata 116.2 77.2 114.8 79.9 119.8 69.4 116.2 78.8 114.8 74.9 119.8 71.9 116.2 80.6 114.8 71.3 119.8 71.2 50:50 116.2 78.9 114.8 75.4 119.8 70.8 Rata-rata 116.2 76.7 114.8 78.7 119.8 73.8 116.2 74.8 114.8 73.4 119.8 64.5 116.2 78.8 114.8 69.6 119.8 79.6 116.2 76.8 114.8 73.9 119.8 72.6
Pada tabel 4.1, diatas diperlihatkan data-data tingkat tekanan suara yang terjadi pada setiap spesimen uji. Tingkat tekanan suara menunjukkan nilai yang tidak seragam setiap spesimen uji baik dengan fraksi volume serat sama maupun yang berbeda. Tingkat tekanan suara tertinggi terjadi pada spesimen 3 yaitu 80,6 dB untuk fraksi volume serat 40% pada frekuensi 250 Hz, sedangkan tingkat tekanan suara terendah terjadi pada spesimen 2 yaitu 64,5 dB untuk fraksi volume
38 serat 50% pada frekuensi 750 Hz. Untuk lebih jelas diperlihatkan grafik distribusi tingkat tekanan suara rata-rata dibawah ini.
Gambar 4.2 Grafik distribusi tingkat tekanan suara rata-rata terhadap frekuensi 250 Hz, 500 Hz, 750 Hz pada fraksi volume serat 30%, 40%, 50%.
Grafik diatas memperlihatkan distribusi tingkat tekanan suara rata-rata yang terjadi pada masing-masing spesimen dengan frekuensi 250 Hz, 500 Hz, 750 Hz pada fraksi volume serat 30%, 40%, dan 50%. Tingkat tekanan rata-rata tertingggi diperlihatkan pada fraksi volume serat 40% pada frekuensi suara 250 Hz, sedangkan tingkat tekan suara rata-rata terendah diperlihatkan pada fraksi volume serat 30% dengan frekuensi 750 Hz. Tingkat tekanan suara yang terjadi pada material peredam menunjukkan karakteristik serapan bunyi yang akan terjadisuatu material komposit. Tingkat tekanan suara rata-rata pada material peredam menunjukkan grafik kecenderungan menurun seiring dengan meningkatnya frekuensi masukan dan penambahan fraksi volume serat.
77.9 74.7 69.6 78.9 75.4 70.8 76.8 73.9 72.6 68 70 72 74 76 78 80 200 300 400 500 600 700 800 Ti n gkat Te kan an S u ar a ( d B ) Frekuensi (Hz)
39 Tingkat tekanan suara yang terjadi berbanding terbalik dengan koefisien serap suara, atau dengan kata lain bahwa semakin tinggi tekanan suara yang terjadi pada material komposit peredam, maka semakin rendah nilai redaman suaranya atau koefisien serap suaranya. Hal ini dibuktikan dengan hasil perhitungan koefisien serap suara.
Untuk mengetahui koofisien serapan suara, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.1 berikut ini :
Spesimen 1 pada fraksi volume serat 30% dengan frekuensi 250 Hz, perhitungan koefisien serap suara (α).
α =Wa Wi
Dimana diketahui energi yang terbaca pada spesimen 79,4 dB dan energi suara datang 116, 2 dB, sehingga energi yang terserap pada specimen dapat dihitung sebagai berikut :
Untuk koefisien serap suara dengan mengetahui energi serap suara (Wa = 36,8 dB), energi suara datang (Wi = 116,2 dB), sehingga didapatkan hasil sebagai berikut :
α = 36,8 dB 116,2 dB
= 0.31669
Dengan menggunakan persamaan yang sama maka, didapatkan hasil koefisien serap suara untuk setiap spesimen komposit pada masing-masing fraksi
Energi serap = 116, 2 dB – 79,4 dB = 36,8 dB
40 volume serat dan frekuensi. Adapun hasil pengolahan data tingkat tekanan suara didapatkan nilai koefisien serap suara sebagai berikut :
Tabel 4.2 Nilai koefisien penyerapan suara (α) untuk masing-masing fraksi volume serat dan frekuensi masukan.
Fraksi Volume (%)
Frekuensi (Hz)
250 500 750
Koofisien Serap Suara (α)
30:70 0.31669 0.33797 0.43989 0.31153 0.32578 0.41652 0.36058 0.38414 0.4014 Rata-rata 0.3296 0.34929 0.41927 40:60 0.33562 0.304 0.4207 0.32185 0.34756 0.39983 0.30636 0,37891 0.40567 Rata-rata 0.32127 0.35549 0.40873 50:50 0.33993 0.31445 0.38397 0.35628 0.36062 0.4616 0.32185 0.39372 0.33555 Rata-rata 0.33935 0.35626 0.3937
Pada tabel di atas memperlihatkan nilai koefisien serapan suara dari tiap-tiap spesimen komposit serbuk kayu jati. Nilai koefisien serapan suara memperlihatkan nilai yang tidak seragam setiap spesimen uji. Adapun data-data dari nilai rata-rata koefisien serapan suara diperlihatkan pada Gambar grafik 4.2. Kualitas dari bahan peredam suara ditentukan dengan harga koefisien serap suara (α), dimana nilai α dinyatakan dalam bilangan antara 0 dan 1. Semakin kecil nilai koefisien serap suara maka, semakin banyak suara yang dipantulkan dan semakin besar nilai koefisien serap suara maka, semakin baik pula penyerapan suaranya.
41 Material peredam yang baik memiliki nilai koefisien serapan suara lebih besar atau sama dengan (≥ 0,3).
Gambar 4.2 Grafik hubungan koefisien serapan suara pada keseluruhan frekwensi dan fraksi volume serat.
Pada grafik diatas, diperlihatkan nilai koefisien serap suara rata-rata dimana secara keseluruhan nilai menunjukkan angka koefisien serapan suara yang bervariasi dari material komposit serbuk kayu jati. Dimana untuk nilai koefisien serap suara tertinggi terdapat pada fraksi volume serat 30% yaitu 0,4193 dengan frekuensi 750 Hz. Sedangkan untuk hasil data serapan suara terendah terdapat pada fraksi volume serat 40% yaitu 0,3213 dengan frekuensi 250 Hz. Koefisien serap suara cenderung meningkat akibat naiknya frekuensi suara, dimana pada frekuensi 250 Hz terlihat bahwa dari nilai sebaran data rata-ratanya, ini termasuk dalam angka koefisien penyerapan suara yang terendah. Sedangkan pada
0.3296 0.3493 0.4193 0.3213 0.3555 0.4087 0.3394 0.3563 0.3937 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 250 500 750 K o e fi si e n Ser ap Su ar a ( α ) Frekuensi (Hz) FV 30% FV 40% FV 50%
42 frekuensi 750 Hz menunjukkan nilai sebaran koefisieen serap suara rata-rata yang tertinggi.
Adapun yang mempengaruhi ketidak homogen bahan komposit disebabkan oleh beberapa faktor yaitu secara teori komposit dibuat dari dua atau lebih penyusun yang tidak saling melarutkan, proses pencampurannya tidak homogen sehingga hasilya tidak seragam keseluruh bagian sehingga cenderung menghasilkan porositas yang besar. Semakin keras bunyi suatu material dengan kerapatan tinggi maka, material cenderung memantulkan.
Foto makro spesimen komposit dapat memberikan informasi tentang karakteristik sifat yang dimiliki, berikut diperlihatkan gambar dibawah ini.
a. vf : 30% b. vf : 40% c. Vf : 50%
Gambar 4.3, Foto mikro spesimen komposit
Spesimen pada gambar Gambar 4.3 memperlihatkan foto makro spesimen komposit, dimana pada Gambar 4.3a memperlihatkan foto makro spesimen komposit dengan permukaan yang berongga dan terdistribusi secara merata pada permukaan material komposit, sehingga nilai serapan suaranya lebih baik., pada Gambar 4.3b memperlihatkan rongga-rongga dengan jumlah yang sedikit sehingga nilai serap suaran rendah, sedangkan foto makro spesimen.
43 Gambar 4.3c memperlihatkan permukaan yang halus dan licin sehingga memantul suara.
Untuk penambahan serbuk kayu jati pada pembuatan komposit dengan matriks polyester akan meningkatkan nilai koefisien serapan suara pada batas tertentu saja. Keadaan tersebut terlihat dari sebaran data rata-rata pada penambahan serbuk kayu jati sebanyak 30% memperlihatkan nilai yang tinggi dibandingkan penambahan serbuk kayu jati 40% dan 50% untuk frekuensi 750 Hz. Sedangkan pada penambahan serbuk kayu jati 30% dan 40% cenderung meningkat baik frekuensi 250 Hz maupun 500 Hz. Hal ini disebabkan dengan adanya penambahan serbuk kayu jati sampai 50% menyebabkan kerapatan komposit yang tinggi, karena partikel-partikel serbuk kayu jati akan terdesak masuk mengisi kecela-cela bagian terdalam akibat tekanan pencetakan, sehingga permukaan material komposit menjadi padat. Permukaan material komposit yang terlalu rapat/padat sehingga cenderung berubah menjadi memantulkan energi suara ketika mengenai permukaan spesimen.
Pada penambahan partikel serbuk kayu jati dengan fraksi volume 30% meningkat seiring dengan bertambahnya frekuensi suara 750 Hz yang diberikan pada material komposit. Hal ini disebabkan karena partikel-partikel serbuk kayu jati yang ditambahkan hanya sedikit sehingga kerapatan spesimen kecil atau dengan kata lain renggang (berongga). Rongga yang terbentuk pada spesimen komposit akan menyerap suara lebih tinggi karena energi suara yang mengenai permukaan spesimen secara keseluruhan akan diserap.
44 pada material komposit. Hal ini disebabkan karena partikel-partikel serbuk kayu jati yang ditambahkan hanya sedikit sehingga kerapatan spesimen kecil atau dengan kata lain renggang (berongga). Rongga yang terbentuk pada spesimen komposit akan menyerap suara lebih tinggi karena energi suara yang mengenai permukaan spesimen secara keseluruhan akan diserap.
Pada frekuensi 750 Hz akan mempengaruhi sifat materil komposit terhadap fraksi volume serat. Pada grafik terlihat cenderung menurun nilai serap suara seiring dengan bertambahnya partikel serbuk kayu jati. Hal ini disebabkan karena bunyi yang masuk disebarkan melalui panas dalam spesimen yang dihasilkan oleh gesekan molekul antara molekul udara dengan struktur serat, sehingga menyebabkan kerusakan serat pada skala mikro. Kerusakan serat ini akibat frekuensi yang sangat tinggi, sehingga suara yang diberikan akan diserap dan ditransmisikan keluar.
45 BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan analisis terhadap penelitian material komposit peredam suara maka, disimpulkan bahwa nilai koefisien serap suara tertinggi 0,4193 pada fraksi volume serat 30%, dengan frekuensi 750 Hz. Sedangkan nilai koefisien serap suara terendah 0,3213 pada fraksi volume serat 40%, dengan frekuensi 250 Hz. Dari seluruh data spesimen baik fraksi volume serat 30, 40, dan 50% pada frekuensi 250 Hz, 500 Hz, dan 750 Hz menunjukkan angka koefisien serap suara > 0,3 dimana angka tersebut memenuhi syarat untuk dijadikan material peredam. 5.2 Saran
Adapun saran bagi penelitian selanjutnya yang tertarik dengan bahan akustik yaitu :
1. Sebaiknya alat ukur soud level meter dibuat dalam keadaan tertutup agar tidak terpengaruh suara luar.
2. Frekuensi yang lebih tinggi diatas 1000-40000 Hz perlu dilakukan untuk aplikasi ruangan karaoke, home theater dan sebagainya.