i ABSTRAK
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN DENGAN CAMPURAN SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI UNTUK
KONTRUKSI BANGUNAN REDAM SUARA
Oleh
ARIS PRATAMA
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh sekam padi terhadap kuat tekan dan penyerapan redam suara pada batako sekam padi tersebut. Metode penelitian yang digunakan adalah metode padatan. Sampel sebanyak 21 batako berbentuk silinder dengan diameter 5cm dan tinggi 4cm. Variasi Semen 10%, 20% dan 30% dengan persentase volume. Bahan pengisinya berupa pasir 80-10% dan sekam 10-80% dengan jumlah total 100%. Karakterisasi dilakukan berupa uji fisis yaitu densitas, porositas dan uji mekanis yaitu uji kuat tekan, uji redam dan konduktivitas termal. Hasil uji karakterisasi densitas sebesar 1.13-1.77gr/cm3. Densitas yang paling besar adalah sampel S30SP10 yaitu 1.77gr/cm3. Nilai porositas 6.39-46.55%. Uji kuat tekan antara 0.43-12.84Mpa. Kuat tekan yang paling besar adalah sampel S30SP10 karena kandungan semen yang besar sehingga memperkuat beton ringan tersebut. Uji redam suara tertinggi pada sampel S30SP60 dengan penyerapan sebesar 0.44. Selanjutnya uji konduktivitas termal dilakukan pada sampel S10SP80, S30SP40, S30SP50 dengan data hasil yaitu 0.81, 0.93,1.09W/moK.
ii ABSTRACT
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF LIGHTWEIGHT CONCRETE BLOCKS WITH A MIXTURE OF RICE HUSK AS FILLER
MATERIAL OF BUILDING CONSTRUCTION MUFFLED SOUND
By
ARIS PRATAMA
Abstract. This study aimed to determine the effect ofrice husk against compressive strengt hand absorption of sound damping in the rice husk brick. The method used is the method of solids. Sample of 21brick-shaped cylinder with a diameter of 5cm and 4 cm high. Cement variation of 10%, 20% and 30% by volume percentage. Filler material such as sand, and chaff 80-10% 10-80% with a total of 100%. Characterization was done by testing the physical density, porosity and mechanical tests that test compressive strength, damping test and thermal conductivity. Characterization test results density is 1.13-1.77gr/cm3. Density is greatest S30SP10 sample is 1.77gr/cm
3
. Porosity values between 6.39-46.55%. Compressive strength test between 0.43-12.84MPa. Compressive streng this greatest S30SP10 sample because the cement content of the concreterein for
cing the mild. Highest sound damping test on samples with absorption at 0.42 S30SP60.
Further thermal conductivity test performed on a sample S10SP80, S20SP70, S30SP60 with
the that is 0.84, 1.01,1.04 W/moK.
xiii DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
HALAMAN JUDUL ... iii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iv
HALAMAN PENGESAHAN ... v
HALAMAN PERNYATAAN ... vi
RIWAYAT HIDUP ... vii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... viii
MOTTO ... ix
KATA PENGANTAR ... x
SANCAWACANA ... xi
DAFTAR ISI ... xiii
DARTAR TABEL ... xvi
DAFTAR GAMBAR ... xvii
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 4
1.3 Batasan Masalah ... 5
1.4 Tujuan Penelitian ... 5
1.5 Manfaat Penelitian ... 6
xiv
2.1.3 Klasifikasi Komposit ... 10
2.2 Bunyi... 12
2.2.1 Definisi Bunyi ... 12
2.2.2 Karekteristik Gelombang Bunyi ... 13
2.2.3 Pengukuran Bunyi ... 14
2.3 Akustik ... 15
2.3.1 Definisi Akustik ... 15
2.3.2 Pemantulan (Reflection) Bunyi ... 15
2.3.3 Penyerapan(Absorption) Bunyi ... 16
2.4 Sekam Padi ... 19
2.4.1 Definisi Sekam Padi ... 19
2.4.2 Komposisi Kimiawi Sekam Padi ... 20
2.4.3 Pemanfaatan Sekam Padi Sebagai Batako redam ... 22
2.4.3.1 Dinding Rumah Redam Suara ... 22
2.4.3.2 Peredam Suara Pada Tempat Musik... 23
2.4.3.3 Peredam Suara Ruang Meeting Perkantoran ... 24
2.5 Batako ... 24
2.5.1 Definisi Batako ... 24
2.5.2 Klasifikasi Batako ... 25
2.5.3 Beton ringan... 26
2.5.4 Bahan Penyusun Batako ... 27
2.5.4.1 Portland Cement (PC) ... 27
2.5.4.2 Pasir ... 28
2.6.5 Kemampuan Redam Suara ... 33
III. METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 35
3.2 Alat dan Bahan Penelitian ... 35
3.2.1 alat ... 35
3.2.2 Bahan ... 35
3.3 Preparasi Sampel ... 35
3.4Variabel dan Parameter ... 36
3.5Prosedur Pembuatan Sampel Koomposit ... 38
3.6Karekterisasi ... 39
3.6.1 Densitas ... 39
3.6.2 Porositas ... 40
3.6.3 Kuat Tekan ... 40
3.6.4 KonduktivitasTermal ... 41
xv
4.2 Hasil Karekterisasi ... 46
4.2.1 Hasil Uji Densitas ... 46
4.2.2 Hasil Uji Porositas ... 48
4.2.3 Hasil Uji Kuat Tekan ... 50
4.2.4 Hasil Uji Redam Suara ... 55
4.2.5 Hasil Uji Konduktivitas Termal ... 58
V. SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ... 62
5.2 Saran ... 63
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sekam dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak, abu gosok, bahan bakar dan sebagai pembuatan batu bata. Dibanding jika sekam padi dibuang dalam jumlah yang banyak akan membutuhkan lahan yang banyak pula dan dapat mengurangi estetika atau dibakar secara langsung dapat menambah emisi karbon dalam atmosfer. Untuk memaksimalkan limbah sekam padi, sangat perlu untuk dicari alternatif inovasi teknologi lain yang lebih bermanfaat. Secara umum pertumbuhan atau perkembangan industri konstruksi di Indonesia cukup pesat. Hampir 60% material yang digunakan dalam pekerjaan konstruksi adalah beton (Harsono, 2002).
rumah-rumah tinggal. Hal ini telah mengakibatkan kebutuhan akan bahan-bahan peredam atau bahan-bahan yang memiliki kemampuan akustik terus meningkat. Namun demikian, tingginya harga bahan bangunan yang memiliki sifat akustik yang baik telah menyebabkan bahan ini tidak terjangkau masyarakat secara luas. Bersamaan dengan usaha untuk terus menumbuhkan kesadaran pada masyarakat akan pentingnya mengurangi dampak kebisingan dan meningkatkan kualitas hidup, idealnya bahan bangunan dengan kualitas akustik yang baik namun dengan harga terjangkau juga makin banyak tersedia. Selama ini, bahan-bahan pelapis dinding yang bersifat akustik atau yang sering disebut panel akustik, umumnya terbuat dari bahan utama kayu-kayu berkualitas (pinus, jati, dll), sehingga harganya kurang terjangkau masyarakat luas. Selanjutnya, muncul inisiatif untuk mengganti bahan utama berharga tinggi tersebut dengan bahan lain, bila memungkinkan berupa limbah, namun memiliki sifat fisik seperti halnya serutan kayu. Bahan semacam itu dapat ditemui dari limbah pertanian padi yaitu sekam padi. Sebagai negara pertanian dengan makanan pokok penduduk utamanya beras, sekam padi adalah limbah pertanian yang melimpah di Indonesia (Mediastika, 2008).
nilai tambah yang signifikan. Terlebih sesungguhnya ada perbedaan karakteristik sekam padi dari tanaman gandum (wheat) sebagaimana banyak dihasilkan di negara maju dengan sekam padi tanaman padi yang dihasilkan di Indonesia. Perbedaaan karakteristik ini menyangkut serat sekam padi yang akan memberikan pengaruh signifikan saat sekam padi digunakan sebagai bahan bangunan secara langsung. Namun demikian, mengingat secara umum karakteristik sekam padi kering adalah hampir sama, maka sekam padi Indonesia masih dapat dimanfaatkan sebagai bagian dari bahan bangunan. Pertimbangan penggunaan sekam padi yang sekiranya potensial untuk diaplikasikan adalah sebagai bahan pelapis elemen pembatas ruang (seperti dinding dan plafon), bukan sebagai bahan bangunan yang bersifat struktural (Templeton and sounders, 1987).
Produk yang akan dibuat dari limbah sekam padi adalah isolasi panas dan peredam suara. Isolasi panas memenuhi fungsi panas sedangkan peredam suara memenuhi fungsi mekanik dari beton ringan tersebut. Pada insulasi panas, material berpori digunakan untuk menghambat perpindahan panas material secara konduksi, sedangkan pada insulasi suara, energi suara yang sampai pada permukaan bahan akan diubah sebagian oleh bahan tersebut menjadi energi lain, seperti energi getar (vibrasi) atau energi panas. Oleh karena itu, bahan yang mampu menghambat laju perpindahan panas dan menyerap energi suara pada umumnya mempunyai struktur berpori atau berserat seperti sekam padi yang kandungan seratnya cukup tinggi (Mediastika, 2005).
penggunaan semen dan pasir yang berlebihan. penumpukan sekam padi secara berlebihan yang dampak negatif terhadap lingkungan dan apabila dilakukan pembakaran secara langsung akan mengakibatkan polusi udara yang berpengaruh terhadap kesehatan (Nugraha dan Setiawati, 2001).
Sekam padi juga merupakan bahan yang berserat tinggi yang memiliki beberapa kandungan komposisi zat organik dan anorganik, sehingga baik digunakan sebagai dinding bangunan redam suara (Sunendar dkk, 2008). Penggunaan sekam padi dapat membantu dalam proses pengeringan komposit beton dengan campuran sekam padi tersebut dikarenakan pada proses pengeringan melalui penjemuran dibawah sinar matahari, diketahui bahwa penyebaran panas kedalam bahan tersebut berlangsung secara bertahap dan menyeluruh sehingga penyerapan air ke udara lebih merata.
1.2. Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukaan bahwa limbah sekam padi merupakan suatu bahan yang banyak dijumpai di Indonesia yang kurang dalam pemanfaatannya. Maka limbah sekam padi dapat diarahkan sebagai bahan campuran atau komposit pembuatan beton ringan.
Maka permasalah dalam peneletian ini adalah sebagai berikut :
1. Apakah limbah sekam padi dapat digunakan sebagai bahan campuran pembuatan komposit bata beton ringan yang berfungsi sebagai dinding redam suara ?
3. Apakah pengaruh sekam padi terhadap porositas dan densitas batako ringan, apakah faktor densitas dan porositas mempengaruhi penyerapan suara ?
4. Bagaimana pengaruh kuat tekan beton ringan sekam padi terhadap penyerapan bunyi ?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode padatan.
2. Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah sekam padi. Sekam padi yang sudah tercampur sesuai dengan komposisi dipanaskan pada sinar matahari selama 28 hari.
3. Pengujian yang dilakukan adalah uji densitas, porositas, konduktivitas termal, kuat tekan dan uji redam suara.
4. Media pengeringan menggunakan panas alami yaitu panas dari sinar matahari.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dapat membuat komposit bata beton redam suara dari limbah sekam padi. 2. Dapat mengetahui kekuatan kekerasan suatu bahan pembuatan komposit
batako beton ringan dengan campuran limbah sekam padi.
4. Mengetahui seberapa besar pengaruh sekam padi terhadap kuat tekan dan kuat peredaman suara pada komposit batako beton ringan tersebut.
1.5. Manfaat Penelitian
1. Memberikan solusi alternatif kepada masyarakat khususnya kepada petani padi untuk memanfaatkan limbah sekam padi sebagai komposit pembuatan batako (bata beton). Secara sederhana agar lebih bernilai ekonomis.
2. Mengurangi limbah sekam padi dan memanfaatkan sebagai campuran komposit pembuatan batako (redam suara) yang dapat mengurangi tingkat kebisingan.
3. Untuk dapat digunakan oleh masyarakat sebagai bahan bangunan yang nyaman dikarenakan dapat mengurangi kebisingan dari luar rauangan.
4. Digunakan untuk bahan industri musik sebagai peredam suara.
1.6. Sistematika Penelitian
Aspek-aspek yang dipaparkan dalam penelitian ini dicantumkan dalam lima bab dengan sistematika sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan pustaka memaparkan informasi komposit, sekam padi, beton, karekteristik komposit beton, karekterisasi pengujian.
BAB III METODE PENELITIAN
Berisi paparan tentang waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, preparasi sampel, variabel dan parameter dan prosedur pembuatan kompnosit beton ringan serta prosedur karekterisasi pengujian sampel dengan variasi uji (densitas, porositas, redam suara, kuat tekan dan uji termal)
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang hasil yang diporeleh dari penelitian yang dilakukan pada pembuatan komposit batako sekam padi berupa uji karektisasi yaitu uji fisis (porositas dan densitas), uji mekanis (kuat tekan dan uji redam suara) serta
pembahasan dari uji karekterisasi tersebut.
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
Berisi simpulan dari penelitian yang dilakukan dan jawaban dari tujuan. Saran berupa pernyataan perbaikan dari
II. TINJAUN PUSTAKA
2.1.Komposit
2.1.1. Definisi Komposit
molekul tunggal dan kisi Kristal, contohnya senyawa, paduan (alloy) polimer, keramik. Mikrostruktur merupakan material yang disusun dari dua fase atau senyawa. Makrostruktur merupakan material yang disusun dari campuran dua atau lebih penyusun makro yang berbeda dalam bentuk dan komposisi yang tidak larut satu sama lain atau definisi secara makro ini yang biasa dipakai dalam mendefinisikan komposit.
Secara umum, penyusun komposit terdiri dari dua material yang menimbulkan beberapa istilah yaitu komposit, seperti matriks (penyusun dengan fraksi volume terbesar), penguat (penahan beban utama), interphase (dominan) (Pramono, 2011). Matrik berfungsi melindungi serat dari pengaruh lingkungan (Temperatur, kelembaman, reaksi kimia) dan kerusakan akibat benturan (impact) (Puboputro, 2006; yudhanto, 2007; Sembiring, 2010), pedukung dan menginfiltrasi, transfer beban antar sekat, dan perekat yang serat yang stabil secara fisika dan kimia setelah proses manufaktur (Purboputro, 2006). Keramik terbuat dari polimer (misal: epoksi), keramik dan logam (alumunium) (Yudhanto, 2007).
2.1.2. Sifat dan Karakteristik Komposit
2.1.3. Klasifikasi Komposit
Klasifikasi komposit berdasarkan jenis penguatnya dibagi menjadi 3 yaitu particulate composite (komposit partikulat), fiber composite, dan structural composite. Particulate composite (komposit partikulat) merupakan komposit yang menggunkan partikel serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriknya, terdiri dari partikel besar dan penguat dispersi atau fiber composite (komposit serat) adalah komposit yang terdiri dari kontinyu dan diskoninyu (terikat dan acak). Sedangkan structural composite adalah komposit yang terdiri dari lamina dan panel sandwich (Lestari, 2008) sebagaimana ditunjukan pada gambar 2.1 (Widyastuti, 2009) berikut :
Sedangkan berdasarkan matriknya, komposit dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu polymer Matrix Composite (PMC), Metal metrix Composite (MMC) dan Ceramic Matrix Composite (CMC) seperti yang ditunjukan pada gambar 2 berikut.
Gambar 2.2. Klasifikasi komposit berdasarkan matrik.
Polymer Matrix Composite (PMC) adalah salah satu jenis komposit yang merupakan kombinasi antara dua material atau lebih dengan matrik berupa polimer, yang memiliki kekakuan dan kekuatan spesipik yang tinggi serta lebih ringan dari material konvensional. Metal Matrix Composite (MMC) adalah salah satu jenis komposit dengan matrik berupa logam, yang memiliki kuat tekan dan geser yang baik, tidak mudah terbakar dan tidak menyerap kelembaban, tahan terhadap temperatur tinggi, memiliki ketahanan arus dan muai termal yang baik serta transfer tegangan dan regengan yang baik dibandingkan dengan Polymer Matrix Composite (PMC). Sedangkan jenis komposit dengan matrik yang terbuat dari bahan keramik disebur dengan Ceramic Matrix Composite (CMC). keuntungan dari CMC adalah dimensinya stabil bahkan lebih stabil dari pada logam, mempunyai karekteristik permukaan yang tahan arus, daya tahan terhadap kimia yang tinggi dan tahan terhadap korosi (Lestari, 2008)
Metal Matrix Composite (MMC)
Komposit
Polymer Matrix Composite (PMC)
2.2. Bunyi
2.2.1. Definisi Bunyi
Bunyi mempunyai dua definisi, yaitu secara fisis dan secara fisiologis. Secara fisis bunyi adalah penyimpangan tekanan, pergeseran partikel dalam medium elastik seperti udara. Secara fisiologis bunyi adalah sensasi pendengaran yang disebabkan secara fisis. Penyimpangan ini biasanya disebabkan oleh beberapa benda yang bergetar, misalnya dawai gitar yang dipetik, atau garputala yang dipukul. Dari uraian diatas maka untuk mendengar bunyi dibutuhkan tiga hal berikut, yaitu: sumber atau obyek yang bergetar, medium perambatan, dan indera pendengaran. Medium perambatan harus ada antara obyek dan telinga agar perambatan dapat terjadi. Rambatan gelombang bunyi disebabkan oleh lapisan perapatan dan perenggangan partikel-partikel udara yang bergerak ke arah luar, yaitu karena penyimpangan tekanan. Penyimpangan tekanan ditambahkan pada tekanan atmosfir yang kira-kira tunak (steady) dan ditangkap oleh telinga. Partikel-partikel udara yang meneruskan gelombang bunyi tidak berubah posisi normalnya, mereka hanya bergetar sekitar posisi kesetimbangannya, yaitu posisi partikel jika tidak ada gelombang bunyi yang diteruskan.
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 dalam Himawanto, 2007). Fenomena gelombang suara yang terjadi berupa suara yang diserap (absorb), dipantulkan (reflected) dan diteruskan (transmitted) dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 2.3. Fenomena gelombang suara oleh suatu bahan. (Sumber : FTI ITB 2009).
2.2.2.Karakteristik Gelombang Bunyi
Karekteristik dari gelombang bunyi ditunjukkan oleh besaran-besaran yang
penting yang mendiskripsikan gelombang sinusoidal seperti dijelaskan pada
gambar di bawah ini:
2.2.3. Pengukuran Bunyi
Telinga normal tanggap terhadap bunyi diantara jangkauan (range) frekuensi
audio sekitar 20 Hz-20.000 Hz. Bunyi pada frekuensi dibawah 20 Hz disebut
bunyi infrasonic dan diatas 20.000Hz disebut bunyi ultrasonic. Bunyi masih
dibedakan lagi menjadi bunyi-bunyi dengan frekuensi rendah (<1000 Hz),
frekuensi sedang (1000Hz - 4000 Hz) dan frekuensi tinggi (>4000 Hz). Menurut
penelitian telinga manusia lebih nyaman mendengarkan bunyi-bunyi dalam
frekuensi rendah. Kekuatan bunyi secara umum dapat diukur melalui tingkat
bunyi (sound levels). Cara pengukuran kekuatan bunyi berdasarkan jumlah energi
yang diproduksi oleh sumber bunyi disebut sound power, yang dilambangkan
dengan (P) dalam satuan Watt (W). Pengukuran kekerasan bunyi juga dapat
dilakukan dengan sound intensity (I), satuan dalam Watt/m². Intensitas bunyi (I)
adalah jumlah energi bunyi yang menembus tegak lurus bidang per detik. Ketika
sebuah objek sumber bunyi bergetar dan getarannya menyebar kesegala arah,
sebaran ini akan menghasilkan ruang berbentuk seperti bola. Pada titik tertentu
dalam bola tersebut, intensitas bunyinya dapat dihitung dengan persamaan sebagai
berikut
:
I =
(1)
Dengan : I = intensitas bunyi pada jarak r dari sumber bunyi (Watt/m²)
2.3. Akustik
2.3.1. Definisi Akustik
Kata akustik berasal dari bahasa Yunani akoustikos, artinya segala sesuatu yang bersangkutan dengan pendengaran pada suatu kondisi ruang yang dapat mempengaruhi mutu bunyi dan suara (Suptandar, 2004). Akustik sekam padi berhubungan langsung dengan segala aspek yang berkaitan dengan suara dari dinding suara yang diproduksi oleh pohon dan hutan, penggunaan sekam sebagai panel akustik, karakteristik emisi akustik dari jenis sekam padi yang berbeda, pengaruh pertumbuhan, kelembaban, modulus elastik sekam padi, dan kandungan bahan kimia pada sekam yang mempengaruhi sifat akustik (Bucur, 2006). Sifat akustik sekam padi berhubungan dengan produksi suara yang diakibatkan oleh benturan langsung, dan bunyi yang dihasilkan oleh sumber lain yang dipancarkan melalui udara dan mempengaruhi sekam padi dalam bentuk gelombang suara (Tsoumis, 1991). Medium gelombang bunyi dapat berupa zat padat, cair, ataupun gas. Frekuensi gelombang bunyi dapat diterima manusia berkisar antara 20Hz sampai 20kHz, atau dinamakan sebagai jangkauan yang dapat didengar (Young & Freedman, 2003).
2.3.2. Pemantulan (Reflection) Bunyi
dalam satu bidang datar yang sama dan sudut gelombang bunyi datang sama dengan sudut gelombang bunyi pantul.
Gambar 2.5. Pemantulan gelombang bunyi pada permukaan datar.
2.3.3. Penyerapan (Absorption) Bunyi
Bahan lembut, berpori, kain dan juga manusia, menyerap sebagian besar gelombang bunyi yang menumbuk mereka, dengan kata lain mereka adalah penyerap bunyi. Hal yang menunjang penyerapan bunyi antara lain, lapisan permukaan dinding, lantai, atap, isi ruangan dan udara dalam ruang. Akan tetapi lebih efektif penyerapan jika panel ditambahkan pada dinding seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3 besarnya penyerapan bunyi sangat dipengaruhi berapa besar nilai kerapatan dari material penyerap bunyi yang digunakan. Besar nilai kerapatan adalah perbandingan berat dan volume dari material peredam bunyi.
Gelombang Datang
ρ =
(2) Dengan: ρ = densitas ( )m = berat material (kg) v = volume (m³).
Sound Absorbtion atau penyerapan suara merupakan perubahan energi dari energi suara menjadi energi panas. Pada umumnya, sekam padi menyerap suara yang diarahkan kepadanya. Kecepatan suara di sekam lebih lambat dibandingkan dengan kecepatan suara di besi ataupun kaca, hal ini dikarenakan sekam padi memiliki pori-pori (Jailani et al. 2004). Menurut Tsoumis (1991), bagian dari energi akustik yang masuk kedalam sekam padi diserap oleh massanya. Massa mengubah energi akustik menjadi energi termal atau lebih tepat disebut absorp sound. Kemampuan dari sekam untuk menyerap suara biasa diukur dengan coefficient of sound absorbtion.
umumnya bahan yang berpori (porous material) akan menyerap energi suara yang lebih besar dibandingkan dengan jenis bahan lainnya, karena dengan adanya pori-pori tersebut maka gelombang suara dapat masuk kedalam material tersebut. Energi suara yang diserap oleh bahan akan dikonversikan menjadi bentuk energi lainnya, pada umumnya diubah ke energi kalor (Wirajaya, 2007). Perbandingan antara energi suara yang diserap oleh suatu bahan dengan energi suara yang datang pada permukaan bahan tersebut didefinisikan sebagai koefisien absorbsi (α).
(
α
) =
(3)Bila permukaan bahan tersebut tidak seragam, maka koefisien absorbsi lokal (α) pada suatu tempat dipermukaan bahan tersebut dengan luas permukaan (S). Sedangkan (Si) merupakan bagian luasan yang diambil datanya untuk memperoleh tingkat perataan suatu bahan peredam suara. Koefisien serap (αi) pada nilai tertentu pada setiap tempat dipermukaan bahan tersebut. Maka koefisien absorbsi rata-rata dari bahan tersebut didefinisikan sebagai berikut:
α =
(4)2.4. Sekam Padi
2.4.1. Definisi Sekam Padi
Sekam padi adalah bagian kulit terluar atau lapisan keras pembungkus kariopsis dari butir padi yang terdiri dari dua belahan saling bertautan yaitu yang disebut lemna atau palea (Nugraha dan Setiawati, 2001).
Gambar 2.6. kulit sekam padi.
Gambar 2.6 menjelaskan kulit sekam padi atau lapisan pembungkus terlepas dan terpisah ketika proses penggilingan dilakukan yang menghasilkan produksi utama yaitu berupa beras sebagai sumber pangan dan sekam padi sebagai produk sisa atau bahan limbah yang keberadaannya saat ini berlimpah, diperkirakan 20% dari berat padi adalah sekam padi (Hara, 1986) dan hingga saat ini, keberadaan sekam padi belum dimanfaatkan secara optimal (Harsono, 2002).
2.4.2. Komposisi Kimiawi Sekam Padi
Sekam padi merupakan bahan berserat tinggi dengan komposisi kimia yang terdiri atas kandungan utama yaitu 33-34% berat selulosa, 19-47% berat lignin, 17-26% berat hemiselulosa. Sekam padi juga memiliki beberapa kandungan komposisi zat organik dan zat organik. Komposisi zat organik terlihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2.1. Komposisi kimia zat organik yang terkandung pada sekam padi (Nugraha dan Setiawati, 2001).
Komposisi Kimiawi Kandungan (% berat )
Kadar air 9.02
Protein Kasar 3.03
Lemak 1.18
Serat Kasar 35.68
Abu 17.71
Karbohidrat Kasar 33.71
Karbon 1.33
Tabel 2.2. Komponen zat anorganik yang terkandung pada sekam padi (Harsono,
2.4.3. Pemanfaatan Sekam Padi Sebagai Batako Redam Suara
Adapun beberapa aplikasi pemanfaatan batako sekam padi adalah sebagai berikut:
2.4.3.1. Dinding Rumah Redam Suara
Untuk mencegah perambatan bunyi antar ruang (kebisingan), elemen lain yang perlu mendapat perhatian adalah dinding pembatas yang memisahkan antar ruang dalam bangunan. Transmisi bunyi dari suatu ruang ke ruang lain sangat tergantung oleh ada tidaknya resonansi yang dialami dinding pembatas kedua ruangan, yaitu bahwa sumber bunyi yang ada pada suatu ruang menyebabkan pembatas ruang beresonansi dan meneruskan resonansi ke ruang di sebelahnya. Bila resonansi yang menimpa pembatas dapat ditekan maka transmisi bunyi dapat diminimalkan.
.
Gambar 2.7.(a). Batako sekam padi, (b). Dinding batako sekam padi (Mediastika, 2008).
2.4.3.2. Peredam Suara Pada Tempat Musik
Musik adalah ilmu atau seni menyusun nada atau suara yang diutarakan, kombinasi dan hubungan temporal untuk menghasilkan komposisi (suara) yang mempunyai keseimbangan dan kesatuan, nada atau suara yang disusun sedemikian rupa sehingga mengandung irama, lagu dan keharmonisan (terutama yang dapat menghasilkan bunyi-bunyi itu). Namun suara yang menggunakan frekuensi yang tinggi akan membuat kebisingan jika tidak ditanggulangi dengan batako sekam padi suara yang dihasilkan dari dalam sebagian besar akan dipantulkan dan sebagian kecil akan diteruskan keluar (meminimalisir kebisingan). Dalam pembuatannyapun tidak terlalu memakan biaya yang terlalu mahal.
Gambar 2.8. Dinding redam suara pada ruangan bermusik.
2.4.3.3. Sekam Padi Sebagai Peredam Suara Ruang Meting Perkantoran Kantor merupakan tempat yang tingkat konsentrasi cukup tinggi, sehingga membutuhkan ketenangan dan tidak terganggu dari suara-suara dari luar ruangan. Oleh karena itu, batako sekam padi dapat difungsikan sebagai peredam ruangan tersebut. Dikarenakan dengan adanya peredam suara maka saat jalannya meeting konsentrasipun tidak terpecah karena pengaruh suara dari luar ruangan.
Gambar 2.9. Dinding redam suara pada ruang meeting perkantoran.
2.5. Batako
2.5.1. Definisi Batako
Batako merupakan bahan bangunan yang berupa bata cetak alternatif pengganti batu bata yang tersusun dari komposisi antara pasir, semen Portland dan air dengan perbandingan 1 semen, 4 pasir.
1. Faktor air semen 2. Umur batako 3. Kepadatan batako
4. Bentuk dan struktur batuan 5. Ukuran agregat, dan lain-lain.
Salah satu bahan bangunan yang berupa batu-batuan yang pengerasannya tidak dibakar dengan bahan pembentuk yang berupa campuran pasir, semen, air dan dalam pembuatannya dapat ditambahkan dengan bahan tambah lainnya (additive). Kemudian dicetak melalui proses pemadatan sehingga menjadi bentuk balok balok dengan ukuran tertentu dan dimana proses pengerasannya tanpa melalui pembakaran serta dalam pemeliharaannya ditempatkan pada tempat yang lembab, tetapi dalam pembuatannya dicetak sedemikian rupa hingga memenuhi syarat dan dapat digunakan sebagai bahan untuk pasangan dinding (Susilorini, Rr. M.I. Retno, dkk, 2009).
2.5.2. Klasifikasi Batako
Berdasarkan PUBI 1982, sesuai dengan pemakaiannya batako diklasifikasikan dalam beberapa kelompok sebagai berikut :
1. Batako dengan mutu A1, adalah batako yang digunakan untuk konstruksi yang tidak memikul beban, dinding penyekat serta konstruksi lainnya yang selalu terlindungi dari cuaca luar.
3. Batako dengan mutu B1, adalah batako yang digunakan untuk konstruksi yang memikul beban, tetapi penggunaannya hanya untuk konstruksi yang terlindungi dari cuaca luar (untuk konsruksi di bawah atap).
4. Batako dengan mutu B2, adalah batako untuk konstruksi yang memikul beban dan dapat digunakan untuk konstruksi yang tidak terlindungi.
2.5.3. Beton Ringan (Lighweight Concrete)
Pembuatan beton ringan pada prinsipnya membutuhkan rongga didalam beton. Keuntungan lain dari beton ringan antara lain yaitu memiliki nilai tahan panas yang baik, memiliki tahanan suara (peredam) yang baik, tahan api. Sedangkan kelemahan beton ringan adalah nilai kuat tekannya lebih kecil dibandingkan dengan beton normal sehingga tidak dianjurkan penggunaanya untuk struktural. Secara garis besar pembagian penggunaan beton ringan dapat dibagi tiga yaitu : 1. Untuk non struktur dengan nilai densitas antara 240-800kg/m3 dan kuat tekan
dengan nilai 0.35-7MPa digunakan untuk dinding pemisah atau dinding isolasi. 2. Untuk struktur ringan dengan nilai densitas antara 800-1400kg/m3dan kuat
tekan dengan nilai 7-17MPa digunakan dengan dinding memikul beban.
3. Untuk struktur dengan nilai densitas antara 1400-1800kg/m3 dan kuat tekan >17MPa digunakan sebagai beton normal.
Pembagian beton ringan menurut penggunaan dan persyaratannya dibagi atas (Newmann, John dan Choo, dkk, 2003).
2. Beton dengan menengah (Moderate Trenght Lighweight Concrete) dengan nilai densitas 800-1440 kg/m3 dan nilai kuat tekan 6.9-17.3 MPa.
3. Beton ringan struktur (Structural Lighweight Concrete) dengan nilai densitas 1440-1900 kg/m3 dan nilai kuat tekan >17.3 MPa.
2.5.4. Bahan Penyusun Batako
Dalam pembuatan batako pada umumnya bahan yang digunakan adalah pasir, semen dan air. Berikut ini akan dijelaskan sekilas mengenai bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan batako adalah sebagai berikut :
2.5.4.1. Portland Cement (PC)
Semen adalah bahan yang mempunyai sifat adhesif dan sifat kohesif yang digunakan sebagai bahan pengikat (bonding material) yang dipakai bersama dengan batu kerikil, pasir dan air. Portland semen merupakan bahan utama atau komponen beton terpenting yang berfungsi sebagai bahan pengikat anorganik dengan bantuan air dan mengeras secara hidrolik.
Semen Portland adalah material yang mengandung paling tidak 75% kalsium silikat (3CaO dan 2CaO, sisanya tidak berkurang dari 5% berupa Al silikat, Al ferit silikat, dan MgO). Pada dasarnya dapat disebutkan 4 unsur yang paling terpenting dari PortlandCement adalah : 2SiO2SiO).
1. Trikalsium Silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2 2. Dikalsium Silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2 3. Trikalsium Aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
Semen portland yang digunakan sebagai bahan struktur harus mempunyai kualitas yang sesuai dengan ketepatan agar berfungsi secara efektif. Pemeriksaan dilakukan terhadap yang masih berbentuk kering, pasta semen yang masih keras dan beton yang dibuat darinya.
Sifat kimia yang perlu mendapat perhatian adalah kesegaran semen itu sendiri. Semakin sedikit kehilangan berat berarti semakin sedikit kesegaran semen. Dalam keadaan normal kehilangan berat sebesar 2% dan maksimum kehilangan yang diijinkan 3%. Kehilangan berat terjadi karena adanya kelembaban dan karbon dioksida dalam bentuk kapur bebas atau magnesium yang menguap.
2.5.4.2. Pasir
Pasir merupakan bahan pengisi yang digunakan dengan semen untuk membuat adukan. Selain itu juga pasir berpengaruh terhadap sifat tahan susut, keretakan dan kekerasan pada. Pada pembuatan batako ringan ini digunakan pasir yang lolos ayakan kurang dari 5 mm dan harus bermutu baik yaitu pasir yang bebas dari lumpur, tanah liat, zat organik, garam florida dan garam sulfat. Selain itu juga pasir harus bersifat keras, kekal dan mempunyai susunan butir (gradasi) yang baik. Menurut persyaratan bangunan Indonesia agregat halus sebagai campuran untuk pembuatan beton bertulang harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut: 1. Pasir harus terdiri dari butir-butir kasar, tajam dan keras.
2. Pasir harus mempunyai kekerasan yang sama.
4. Pasir harus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak. 5. Pasir harus tidak mudah terpengaruh oleh perubahan cuaca.
6. Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat untuk beton (Mehta, P Kumar, dkk,1993).
2.5.4.3. Air
Air yang dimaksud disini adalah air yang digunakan sebagai campuran bahan bangunan, harus berupa air bersih dan tidak mengandung bahan-bahan yang dapat menurunkan kualitas batako. Menurut PBI 1971 persyaratan dari air yang digunakan sebagai campuran bahan bangunan adalah sebagai berikut:
a. Air untuk pembuatan dan perawatan beton tidak boleh mengandung minyak, asam alkali, garam-garam, bahan-bahan organik atau bahan lain yang dapat merusak dari pada beton.
b. Apabila dipandang perlu maka contoh air dapat dibawa ke Laboratorium Penyelidikan Bahan untuk mendapatkan pengujian sebagaimana yang dipersyaratkan.
c. Jumlah air yang digunakan adukan beton dapat ditentukan dengan ukuran berat dan harus dilakukan setepat-tepatnya.
akan berkurang dan terjadi penyusutan setelah beton mengeras (Neville AM, 1999).
2.6. Karakterisasi
Untuk mengetahui sifat-sifat dan kemampuan suatu material maka perlu dilakukan pengujian, yaitu: pengujian sifat fisis (densitas, porositas), pengujian sifat mekanis (kuat tekan, konduktivitas termal dan kuat redam bunyi).
2.6.1. Densitas
Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi densitas (massa jenis) suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.
Densitas didefinisikan sebagai kepadatan suatu zat yang dirumuskan secara matematika berupa perbandingan massa benda dengan volumenya. Namun jika pengukuran volume benda sulit dilakukan, karena bentuk benda tidak teratur, pengukuran densitas dapat pula menggunakan prinsip Archimedes, dengan persamaan (ASTM C 134-95) sebagai berikut :
(5)
Dengan:
ρ = densitas (gr/cm3)
mk = massa kering sampel (gr)
mB = massa basah sampel yang digantung di dalam air setelah sebelumnya
direndam dalam air (gr) mkwt = massa kawat (gr)
ρ H2O = 1 gr/cm3.
2.6.2. Porositas
Porositas merupakan persentase perbandingan volume kosong (rongga) dengan volume benda padatnya. Ada dua jenis porositas, yakni porositas terbuka dan porositas tertutup. Pada porositas tertutup, rongga di dalam suatu benda tidak dapat ditembus oleh air, sehingga pengukuran porositas tertutup sulit dilakukan. Sedangkan porositas terbuka mempunyai akses dengan permukaan luar meskipun rongga berada di tengah-tengah benda. Sehingga yang biasanya diukur adalah porositas terbuka yang dinyatakan dalam persamaan (ASTM C 20-00):
(6)
Dengan :
P = porositas (%)
mj = massa jenuh setelah direndam selama 24 jam (gr)
mk = massa kering sampel (gr)
mB = massa basah sampel yang digantung di dalam air (gr)
mkwt = massa kawat (gr).
2.6.3. Kuat Tekan
alat Universal Testing Machine (UTM). Bentuk sampel uji biasanya berbentuk silinder dengan perbandingan panjang dan diameter (L/d) adalah 1:3. Pengujian sampel untuk menentukan modulus elastisitas (Rosalina, 2012). Pengukuran kuat tekan sampel dapat dihitung mengacu terhadap (ASTM C 39/C 39M-01) persamaannya sebagai berikut:
Kuat Tekan = (7)
Dimana:
F = gaya penekan (kg)
A = Luas penampang yang terkena penekanan gaya (cm2).
2.6.4. Konduktivitas Termal
Pengukuran konduktivitas termal adalah untuk mengetahui peristiwa perpindahan panas secara konduksi, sehingga dengan mengetahui besarnya konduktivitas termal dari suatu bahan (material) maka dapat diperkirakan aplikasi material tersebut untuk selanjutnya pengujian konduktivitas termal dari sampel dapat diukur dengan menggunakan standar (ASTM C 177-97) yang memenuhi persamaan sebagai berikut :
(8)
Dimana:
k = konduktivitas termal (W/moK) ; L = ketebalan plat (m)
2.6.5. Kemampuan Redam Suara
Besarnya penyerapan suara atau daya redam suara dari suatu material perlu diukur, guna mengetahui sejauh mana aplikasi material tersebut dapat diterapkan. Level intensitas suara atau tingkat kenyaringan dari suatu material diukur dalam desible (dB).
Gambar 2.11. Sound Level Meter.
Pengujian kuat redam suara dapat dihitung dengan mengacu pada (Wirajaya, 2007) persamaannya adalah sebagai berikut:
(9) Dimana :
α = koefisien absorpsi
Io = Intensitas suara datang (dB) I = Intensitas suara disesap (dB).
Koefisien absorbsi suara yaitu perbandingan antara energi suara yang diserap oleh bahan terhadap energi suara yang menuju permukaan bahan dengan asumsi tidak ada energi suara yang ditransmisikan. Nilai penyerapan (α) berkisar dari 0-1. Jika
koefisien absorbsinya lebih dari 0.2. Level dan intensitas suara atau tingkat kenyaringan dari suatu material diukur dalam besaran desible (dB). Energi suara yang diserap oleh bahan akan dikonversikan menjadi bentuk energi lainnya, pada umumnya diubah keenergi kalor (Wirajaya, 2007).
III. METODE PENELITIAN
3.1.Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan maret sampai dengan juni 2013. Preparasi sampel dilakukan di Laboratorium Fisika Material FMIPA Universitas Lampung. Uji tekan dilakukan di Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung.
3.2.Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
Penelitian batako komposit sekam padi ini menggunakan alat-alat seperti: paralon silinder (d : 5cm dan t : 4cm ), spatula, gelas ukur.
3.2.2.Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : semen, pasir (5mm), sekam padi, air (5% volume semen).
3.3.Preparasi Sampel
bercampur dengan sekam padi, kemudian sekam padi dicuci dengan air sampai bersih dan direndam selama 1 jam. Sekam padi yang mengapung dibuang dan yang tenggelam diambil lalu direndam lagi dengan air hangat selama 6 jam agar kotoran-kotoran yang menempel seperti tanah, debu dan zat-zat pengotor lainnya dapat terlepas dari sekam padi (Sembiring, 2012). Lalu meniriskan sekam padi dan mengeringkannya dengan menggunakan sinar matahari selama 2 hari. Meratakan sekam padi selama proses penjemuran agar kering secara menyuluruh. Lalu menyiapkan bahan-bahan lain seperti air, semen dan pasir. Setelah menyiapkan bahan-bahan secara keseluruhan maka dibuatlah cetakan sampel batako yaitu dengan menggunakan paralon dengan diameter 5 cm dengan tinggi 4 cm.
3.4. Variabel dan Parameter
Variasi persentase volume menggunakan metode padatan dan parameter percobaan komposit beton ringan sekam padi adalah sebagai berikut:
1. Variasi persentase volume komposisi semen yang digunakan pada penelitian ini adalah : 10, 20, 30%.
2. Variasi persentase volume komposisi pasir pada penelitian ini adalah : 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80%.
3. Variasi persentase volume komposisi sekam padi yang digunakan adalah : 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80%.
Pada tabel 3.1 sampai 3.3 dibawah ini memperlihatkan kompoisi bahan baku (pasir, semen, dan sekam padi) pada pembuatan komposit beton ringan sekam padi.
Tabel 3.1. Komposisi campuran bahan baku sekam padi dengan persentase volume semen 10% dari 100% keseluruhan total : sekam padi, pasir, semen.
Kode volume semen 20% dari 100% keseluruhan total : sekam padi, pasir, semen.
Tabel 3.3. Komposisi campuran bahan baku sekam padi dengan campuran semen
3.5. Prosedur Pembuatan Sampel Komposit
Prosedur penelitian ini yang pertama dilakukan adalah mempreparasi sampel atau menyiapkan keseluruhan alat dan bahan. Proses selanjutnya pembuatan komposit beton ringan dengan menggunakan metode padatan. Masing-masing bahan baku yaitu semen, pasir, sekam padi dilakukan pengukuran sesuai dengan komposisi volume yang telah ditentukan pada tabel 3.1-3.3. Adapun diagram alir metode penelitian ini adalah sebagai berikut :
Gambar 3.1. Diagram alir proses preparasi komposit beton sekam padi.
Pada penelitian ini air digunakan sebagai pengencer semen agar mempermudah semen dan bahan lainnya tercampur. Setelah preparasi sampel diatas dilakukan pencetakan yaitu dengan cara mencampurkan terlebih dahulu bahan-bahan yang terdiri dari semen, sekam padi dan pasir sesuai komposisi sampai merata keseluruhan atau homogen. Selanjutnya bahan adonan (slurry) tersebut ditambahkan air lalu diaduk kembali sampai merata. Setelah homogen adonan dituangkan ke dalam cetakan yang terbuat dari pipa paralon dengan bentuk sampel berupa lingkaran yang mempunyai ukuran diameter 5 cm dan tinggi 4 cm. Setelah adonan dicetak kemudian dikeringkan selama 28 hari pada sinar matahari agar panas yang bertahap masuk merata pada setiap ruang sampel. Sampel yang telah mengalami pengerasan kemudian dilakukan pengujian, meliputi densitas, porositas, konduktivitas termal, kuat tekan, dan kuat redam bunyi.
3.6.Karekterisasi
3.6.1. Densitas
Densitas merupakan ukuran kepadatan dari suatu material. Pengukuran densitas masing-masing komposisi yang telah dibuat, dilakukan sebagai berikut :
1. Sampel yang telah mengalami pengerasan (ageing). 2. Kemudian timbang massa sampel kering (mk).
3. Sampel iyalah ditimbang, kemudian diukur dengan massa dalam air (mb), dengan menggunakan kawat penggantung.
3. 6.2. Porositas
Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah suatu volume lubang-lubang kosong yang dimiliki oleh zat padat (volume kosong) dengan jumlah dari zat padat.
Pengukuran porositas dari sampel yang telah dibuat, dilakukan sebagai berikut : 1. Sampel direndam dalam air selama 24 jam sampai semua air meresap ke dalam
rongga sampel.
2. Sampel yang telah direndam, kemudian ditimbang menggunakan neraca digital untuk mencari massa basahnya (mj).
3. Mengukur massa dalam posisi rongga terisi air, dengan cara menggantungkan sampel didalam air diatas neraca digital sehingga didapatkan (mB).
4. Sampel yang telah diambil datanya selanjutnya dihitung dalam persamaan (6) mengacu pada ASTM C 20-00.
3.6.3. Kuat Tekan (Compressive strength)
Untuk mengetahui besarnya nilai kuat tekan, dilakukan pengujian adalah sebagai berikut :
1. Sampel berbentuk silinder diukur diameternya, minimal dilakukan tiga kali pengulangan. Dengan mengetahui diameternya maka luas penampang dapat dihitung A = π(d2/4).
3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada ditengah pada posisi pemberian gaya, dan arahkan swicth ON/OF ke arah ON, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan 4mm/menit.
4. Apabila sampel telah pecah, lalu arahkan swicth kearah OFF maka motor penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel display saat sampel tersebut rusak.
Pengukuran kuat tekan (compressive strength) mengacu pada ASTM C 39/C39M - 01 dan dapat dihitung dengan persamaan (7).
3.6.4. Konduktivitas Termal
Untuk mengetahui besarnya konduktivitas thermal dari sampel, dilakukan pengujian sebagai berikut :
1. Sampel dibuat berbentuk silinder dengan diameter 5 cm, dan tebal 4 cm, dan hitung luas permukaan πr2t.
2. Mengukur ketebalan plat (L) alas sampel bawah dan atas catat berapa ukuran ketebalan (m).
3. Letakkan benda uji diatas pelat alas tersebut dan oleskan permukaan benda uji tersebut dengan bahan pelumas agar kontak panasnya menjadi lebih baik dan plat kedua diletakkan di atas sampel.
4. Atur laju aliran kalor dw/dt sebesar 100 J/s.
5. Sensor Ta diletakkan diplat alas dan Sensor Tb diletakkan plat diatas sampel. 6. Catat temperatur Ta dan Tb sampai kondisi kesetimbangan (stady state)
tercapai.
3.6.5. Kemampuan Redam Suara
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh batako beton ringan sekam padi terhadap kekuatan komposit beton ringan tersebut dan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan sekam padi terhadap kekuatan rendam suara terhadap sifat mekanis dan sifat fisis komposit beton ringan sekam padi. Penelitian ini mencampurkan antara bahan-bahan yaitu sekam padi, semen,dan pasir menggunakan komposisi volume dengan menggunakan metode padatan. Proses pemanasan pada penelitian ini menggunakan panas alami atau dijemur sinar matahari selama 28 hari, untuk menjawab tujuan dari penelitian ini maka dilakukan pengujian fisis (densitas, porositas) dan pengujian mekanis (kuat tekan, konduktivitas termal, uji redam). Fungsi dari pengujian tersebut adalah untuk mengetahui karekteristik dari komposit bata beton redam suara dengan menggunakan bahan campuran limbah sekam padi.
4.1. Hasil Preparasi Batako Beton Ringan Sekam Padi
sebanyak 21 potong. Lalu sekam padi, semen, pasir dan air konstan yaitu 5% dari volume semen, dicampur sesuai dengan variabel dan parameter yang telah dijelaskan pada Bab 3.3.
(a) (b)
Gambar 4.1(a). Bahan beton ringan yang terdiri dari semen, pasir dan sekam padi. Gambar 4.1(b). Ketiga bahan tersebut dimasukkan ke dalam satu wadah, kemudian dilakukan proses pengadukan agar tercampur merata atau homogen yang ditambahkan oleh air sebesar 5%.
Kemudian bahan-bahan yang telah diaduk ditambahkan oleh air sebagai pembantu dalam pengikatan semen, kemudian dimasukkan kedalam cetakan, lalu dilakukan proses pemadatan.
(a) (b)
Gambar 4.3. Bahan-bahan yang telah dipadatkan kedalam cetakan paralon kemudian dijemur dengan sinar matahari selama 28 hari.
Pada proses pemanasan sampel-sampel dijemur dan diharuskan permukaan sampel terkena kesuluruhan oleh panasnya sinar matahari. Sehingga dalam pemanasan 28 hari kandungan air yang terdapat pada bahan dapat menguap merata sehingga semen dapat mengeras secara maximal dan diperoleh hasil kekerasan yang baik secara keseluruhan sampelnya.
Gambar 4.4. Hasil komposit batako beton ringan dari proses pemanasan yang siap untuk dikarekterisasi.
4.2. Hasil Karekterisasi
Batako beton ringan sekam padi dikarekterisasi untuk mengetahui sifat-sifat dan kemampuan material yang terdapat didalamnya. Pengujian yang dilakukan berupa pengujian fisis (densitas, porositas), pengujian sifat mekanis (kuat tekan, konduktivitas termal dan kuat redam bunyi). Adapun hasil penelitian yang diperoleh adalah sebagai berikut :
4.2.1. Hasil Uji Densitas
Setelah dilakukan pengujian densitas pada keseluruhaan untuk mengetahui tingkat kerapatan suatu beton ringan. Berdasarkan data data statistik pada lampiran 1, yang
ditunjukkan pada lampiran nilai kerapatan atau densitas yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan berkisar antara 1.96 gr/cm3–1.13gr/cm3. Mengacu pada standar JIS A 5908 : 2003 maka seluruh panel akustik papan partikel memenuhi standar pada kerapatan yang ditetapkan yaitu lebih dari 0.4 g/cm3. Adapun grafik yang diperoleh dari uji yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Berdasarkan Gambar grafik 4.5 diperoleh masing-masing persamaan. Diketahui bahwa x adalah persentase volume sekam padi sedangkan y merupakan besar densitas. Dapat dianalisis bahwa angka disebelah x bertanda negatif (-) menyatakan adanya penurunan besar densitas, sedangkan angka setelah x menunjukkan besar angka konstanta yang menunjukkan semakin besar tingkat kesalahannya. Pada keseluruhan sampel batako sekam padi diperoleh grafik korelasi yang mendekati 100% artinya bahwa penurunan nilai densitasnya dapat dikatakan linier.
Berdasarkan Gambar 4.5 terdapat 3 grafik yaitu pada grafik semen 10% dengan bahan keseluruhan yaitu semen tetap 10%, pasir mencapai 80-10%, bahan pengisi sekam padi 10-80% mempunyai nilai densitas 1.67-1.33gr/cm3. Pada grafik semen 20% yaitu kandungan dengan semen tetap 20%, pasir mencapai 70-10% dan bahan pengisi sekam padi 10-70% mempunyai nilai densitas 1.79-1.59gr/cm3. Pada grafik semen 30%, bahan-bahan keseluruhan adalah semen tetap 30%, pasir 60-10% dan bahan pengisi sekam padi 10-60% mempunyai nilai densitas sebesar 1.96-1.61gr/cm3. Adapun besar densitas tertinggi adalah sampel S30SP10 dapat dilihat pada grafik diatas dengan perbandingan yaitu semen 30%, pasir 60%, sekam padi 10% dengan nilai sebesar 1.96 gr/cm3. Jika menurut standar JIS A 5908 : 2003 batako ini telah memiliki persaratan akan beton berpori yaitu lebih dari 0.4 gr/cm3.
pada batako sekam padi ini diakibatkan adanya butir yang cukup besar seperti sekam padi yang kurang mampu masuk kedalam lubang-lubang jarak antar butir. Sehingga penambahan sekam padi akan mempengaruhi penambahan pori pada sampel ini. Sedangkan komposisi juga berpengaruh terhadap densitas dikarenakan jika kita menggunakan komposisi yang memiliki tingkat kekerasan tinggi dan mempunyai ukuran yang dapat memasuki celah pori maka akan meningkatkan nilai densitas seperti abu terbang, abu sekam padi dengan komposisi yang tepat. Tetapi jika komposisi batako sebagai bahan pengisi batako ditambahkan bahan yang memiliki tingkat kekerasan rendah dan mempunyai ukuran butir padi yang sangat besar seperti sekam padi maka akan mengurangi besaran densitas batako itu sendiri.
Pengikatan juga dapat diartikan sebagai perubahan bentuk dari bentuk cair menjadi bentuk padat, tetapi masih belum memiliki kekuatan. Pengikatan ini terjadi akibat reaksi hidrasi yang terjadi pada permukaan butir semen ( Nugraha, 1989 ). Semakin tinggi faktor air semen semakin lambat kenaikan kekuatan
beton, semakin tinggi suhu perawatan semakin cepat kenaikkan kerapatan beton ( Tjokroadimuljo.K, 1996).
4.2.2. Hasil Uji Porositas
yaitu lebih dari 5%. Air yang masuk ke dalam terdiri dari air yang langsung masuk kedalam batako komposit mengisi rongga-rongga kosong di dalam sampel dan air yang masuk ke dalam partikel-partikel penyusunnya (Massijaya,1999). Pada umumnya beton mengandung rongga udara yaitu sekitar 1%- 2%, pasta semen (semen dan air) sekitar 25%- 40% dan agregat (agregat halus dan agregat kasar) sekitar 60%-75% (Tri Mulyono, 2003). Hasil porositas dapat diketahui pada lampiran 1.
Adapun grafik yang didapatkan dari hasil uji yang dilakukan dan perbandingan dengan garis linier pada tiap-tiap grafiknya adalah sebagai berikut:
Gambar 4.7. Grafik nilai porositas yang diperoleh dari pengujian bahan akustik batako sekam padi.
Nilai Porositas komposit batako beton ringan sekam padi pada Gambar 4.7, berkisar antara 6.44-6.5% volume. Dimana y merupakan nilai porositas dan x adalah persentase volume sekam padi. Dari keseluruhan grafik hasil uji densitas masing-masing persamaan, diketahui bahwa x adalah persentase volume sekam padi sedangkan y merupakan besar porositas. Dapat dianalisis bahwa angka disebelah x bertanda negatif (+) menyatakan adanya kenaikkan besar porositas,
sedangkan angka setelah x menunjukkan besar angka konstanta yang menunjukkan semakin besar tingkat kesalahannya. Pada keseluruhan sampel batako sekam padi diperoleh grafik korelasi yang 100% artinya bahwa kenaikkan besar porositas dapat dikatakan linier dan adanya pengaruh penambahan sekam padi yang mengakibatkan porositas semakin besar.
Berdasarkan data porositas pada gambar 4.7 diperoleh 3 grafik yaitu grafik dengan semen 10%, semen 20% dan semen 30%. Dilihat pada grafik S10SP10-S10SP80 porositas sebesar 17.7% sampai 46.5%. Pada grafik S20SP10-S20SP70 sebesar 12.42% sampai 26.53%. Pada grafik S30SP10-S30SP60 sebesar 6.40% sampai 22.74%. Pada grafik diatas menunjukan semakin tingginya porositas seiring rendahnya massa jenis. Dari penelitian yang dilakukan dengan sampel yang tiap-tiapnya mempunyai ukuran luasan yang sama, tetapi berbeda massa jenisnya, diketahui bahwa massa jenis sampel yang semakin kecil akan mempunyai porositas yang lebih besar dikarenakan massa jenis yang semakin kecil akan menimbulkan banyaknya pori-pori didalam sampel.
4.2.3. Hasil Uji Kuat Tekan
normal, menjadikan beton berpori memiliki aplikasi yang terbatas jika dibandingkan dengan beton normal. Menurut PBI ’71 pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 7, 14, 21, dan 28 hari. Bentuk sampel uji pada penelitian ini adalah berbentuk silinder dengan perbandingan panjang dan diameter (d : 5cm; t : 4cm). Uji kuat tekan ini dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Lampung.
Gambar 4.8. Sampel batako sekam padi saat dilakukannya uji tekan.
Adapun grafik perbandingan tiap-tiap sampelnya adalah sebagai berikut:
Gambar 4.9. Grafik hasil pengukuran kuat tekan batako komposit sekam padi.
menyatakan adanya penurunan besar kuat tekan, sedangkan angka setelah x menunjukkan besar angka konstanta yang menunjukkan semakin besar tingkat kesalahannya. Pada keseluruhan sampel batako sekam padi diperoleh grafik korelasi yang mendekati 100% artinya bahwa penurunan besar kuat tekan dapat dikatakan linier.
Pada grafik Gambar 4.9 menunjukan hasil uji kuat tekan dari komposit batako sekam padi. Nilai kuat tekan dari komposit batako ini dengan waktu pengeringan selama 28 hari melalui sinar matahari antara 0.43Mpa-12.84Mpa. Sehingga batako ini menurut ACI (American Concrete Institute) 522R-10 (2.8 Mpa sampai dengan 28 Mpa) telah memenuhi standar batako beton berpori dari segi kuat tekan. Penurunan grafik adanya beberapa faktor yaitu kerapatan, pori-pori dan komposisi serta ukuran butir. Kerapatan merupakan salah satu sifat yang penting bagi ikatan partikel, makin tinggi kerapatan makin baik kekuatannya (Widarmana, 1979 dan Zakaria, 1996).
semen10%, pasir 10% dan 80% sekam padi. Penyebab rendahnya nilai kuat tekan adalah semen yang hanya 10% kurang dapat mengikat baik antar sekam padi dan pasir. Pada grafik ke keseluruhan diatas terjadi penurunan kuat tekan suatu bahan seiring bertambahnya sekam padi. Partikel-partikel tersebut berinteraksi dengan campuran pasir dan semen yang merupakan bahan baku utama dari beton. Semakin banyak partikel yang berinteraksi, semakin kuat pula bahan saling berikatan dan sebaliknya (Herlina, 2005).
Kuat tekan beton akan bertambah sesuai dengan bertambahnya umur beton itu. Kecepatan bertambahnya kekuatan beton tersebut sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: faktor air semen dan suhu perawatan. Semakin tinggi faktor air semen semakin lambat kenaikan kekuatan betonnya, dan semakin tinggi suhu perawatan semakin cepat kenaikan kekuatan yang terjadi pada beton tersebut. Disamping kedua faktor diatas, faktor yang sangat berpengaruh pada kekuatan beton adalah agregat. Oleh karena itu bila diinginkan kekuatan beton yang tinggi, diperlukan juga agregat yang kuat agar kekuatannya tidak lebih rendah dari pasta semennya (Tjokrodimulyo, K. 1995).
Tabel 4.1. Klasifikasi beton ringan berdasarkan kuat tekan pada batako (Newman, john dan Choo dkk, 2003).
No Kategori Beton Ringan Besar Kuat
Tekan Beton
1 Non
Struktural
< 7Mpa
2 Struktural ringan 7 – 17 Mpa
Kuat tekan beton berpori persyaratan standard mengenai mutu beton berpori belum terdapat pada SNI, sehingga nilai kuat tekan beton penelitian yang dilakukan berpacu pada nilai mutu yang tercantum pada SNI 03-0691-2002 tentang bata beton. Dimana klasifikasi bata beton dibagi menjadi 4 jenis menurut kelas penggunaannya, yaitu :
a. Bata beton mutu A1 : tidak memikul beban dan terlindung dari cuaca luar b. Bata beton mutu A2 : tidak memikul beban dan boleh tidak diplester c. Bata beton mutu B1 : memikul beban ringan dan terlindung cuaca luar d. Bata beton mutu B2 : memikul beban dan tidak terlidungi dari luar.
4.2.4. Hasil Uji Redam Suara
Koefisien absorbsi suara yaitu perbandingan antara energi suara yang diserap oleh bahan terhadap energi suara yang menuju permukaan bahan dengan asumsi tidak ada energi suara yang ditransmisikan. Nilai penyerapan (α) berkisar dari 0-1. Jika
α bernilai 0, artinya tidak ada bunyi yang diserap. Sedangkan jika α bernilai 1, artinya 100% bunyi yang datang diserap oleh bahan (Lee, 2003). Menurut Sarwono (2008) bahwa suatu bahan absorber baik dalam menyerap suara jika nilai koefisien absorbsinya lebih dari 0.2. Level dan intensitas suara atau tingkat kenyaringan dari suatu material diukur dalam besaran desible (dB).
Gambar 4.10. Alat penguji spesimen peredam bunyi.
Adapun grafik yang diperoleh dari uji redam adalah sebagai berikut
Pada Gambar 4.11 menjelaskan koefisien redam suara yaitu kemampuan suatu bahan untuk meredam suara. Sampel yang diuji merupakan sampel dengan campuran semen 10%, 20% dan 30% dengan volume pasir 80-10% serta volume sekam padi 10-80% dengan jumlah total 100%. Adapun hasil yang diperoleh dari uji redam pada keseluruhan sampel berkisaran 0.42- 0.05. Adapun koefisien serap yang paling baik yaitu pada sampel S10SP80 dengan penyerapan sebesar 0.42. Menurut Sarwono (2008) telah menuhi bahan akustik peredam yang baik dan juga menurut ISO 11654 telah memenuhi dengan koefisien peredam 1.5 atau 15%.
Pada Gambar 4.11 dapat diketahui adanya pengaruh penambahan jumlah sekam padi dan pengurangan pasir yang mengakibatkan grafik semakin keatas. Hal ini dikarenakan penambahan sekam padi sebagai serat alami dan juga pengurangan jumlah pasir yang mengakibatkan jumlah porositas semakin besar sehingga kemampuan penyerapan akan semakin baik. Pada grafik diatas tepatnya pada sekam padi 50% dan semen 10% tidak terjadi kenaikan nilai penyerapan malah terjadi penurunan hal ini diakibatkan kurang baiknya semen dalam mengikat sekam padi sehingga sebagian sekam padi terlepas atau terbuang pada proses pemanasan sampel otomatis kemampuan penyerapanpun akan semakin berkurang karena pengurangan sekam padi tersebut.
100% dan 0 artinya 0% bunyi yang datang diserap oleh bahan (Khuriati dkk, 2006).
Doelle (1972) yang mengatakan bahwa efisiensi akustik bahan peredam berpori membaik pada jangkauan frekuensi rendah dengan bertambahnya ketebalan. Dengan bertambahnya koefisien serapan pada frekuensi rendah pada sampel maka w sampel akan bertambah. Semakin rendah kerapatan panel akustik suatu bahan
yang dimiliki maka semakin banyak ronga-rongga udara yang terbentuk, akibatnya kemampuan bahan dalam menyerap suara semakin baik (Simatupang, 2007). Rongga pada beton berpori dapat meredam kebisingan suara yang ditimbulkan oleh roda kendaraan, hal ini disebabkan karena pori-pori pada beton terbentuk secara tidak teratur dan memiliki permukaan yang tidak rata, sehingga gelombang suara yang dipantulkan secara baur oleh pori-pori pada beton menjadi saling bertumbukan dan saling meredam.
Gambar 4.12. Pantulan Gelombang Suara.
Tabel 4.2.Nilai koefisien absorbsi beberapa jenis produk. Asdrubali (2007) ;
Membandingkan dengan produk pada tabel 4.2. diatas maka akustik batako sekam padi mencapai nilai koefisien absorbsi (0.42) dengan kerapatan yaitu 1.13gr/cm3 sehingga bahan akustik pada penelitian ini tidak hanya digunakan sebagai peredam suara melainkan dapat digunakan pula sebagai beton ringan non struktural.
4.2.5. Konduktivitas Termal
Adapun grafik dari hasil penelitian yang diperoleh dari uji tersebut adalah sebagai berikut:
Gambar 4.13. Grafik konduktivitas termal tiap sampel-sampelnya.
Pada grafik Gambar 4.13 menunjukan peningkatan konduktivitas termal hal ini dikarenakan adanya pengaruh besar densitas dan porositas. Hal ini dikarenakan semakin besar densitas maka tahanan panas akan semakin besar mengakibatkan konduktivitas termal semakin besar pula. Porositas juga mempunyai pengaruhi yaitu ketika panas diberikan otomatis bahwa panas tersebut akan melalui pori-pori yang ada pada tiap-tiap sampel.
Pada sampel pertama yaitu S10SP80 mempunyai nilai redam yang paling baik yang memenuhi standar ISO 11654 yaitu sebesar 0.42 atau 42% menyerap suara dengan nilai niali densitas 1.13 gr/cm3, besar porositas 0.46 yang telah memenuhi standar JIS 2003 beton berpori namun pada kuat tekan sebesar 0.43Mpa menurut Newman, john dan Choo dkk; (2003), hanya sebagai digolongkan beton nonstruktural dan pada konduktivitas termal sebesar 0.81W/moK. Pada sampel S30SP40 densitas 1.71gr/cm3, porositas 16%, kuat tekan 9.63Mpa, koefisien serap sebesar 0.18 dan konduktivitas termal 0.93W/moK keseluruhan hasil pengujian
telah memenuhi standar beton yang digunakan untuk beton struktur ringan dan juga untuk bahan peredam suara. Pada sampel S30SP50 densitas 1.66gr/cm3, porositas 22%, kuat tekan 8.2Mpa, kuat redam 0.25 dan konduktivitas termal 1.03W/moK keseluruhan hasil pengujian telah memenuhi standar beton yang digunakan untuk beton struktur ringan menurut ACI (American Concrete Institute) 522R-10 dan juga untuk bahan peredam suara menurut ISO 11654. Perihal tersebut mempunyai akibat semakin besarnya konduktivitas termal seiring besarnya densitas atau kerapatan. Semakin besar densitas mengakibatkan konduktivitas termal bahan insulasi berkecenderungan makin naik. maka hantarannya semakin besar karena disebabkan oleh makin rapatnya suatu bahan, jarak antarpartikel semakin kecil (porositasnya makin kecil).
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1. Simpulan
Adapun kesimpulan yang didapatkan dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:
a. Komposit batako sekam padi ini telah memenuhi standar beton ringan berpori yang dapat menahan laju aliran energi kalor sehingga dapat dikatakan sebagai bahan isolator panas.
b. Koefisien serap suara pada batako sekam padi terbaik adalah sampel S10SP80 dengan 0.42 atau 42% menyerap suara.
c. Komposisi terbaik menurut standar kuat tekan dan kuat redam dari keseluruhan sampel adalah pada sampel S30SP50.
d. Akustik batako sekam padi layak secara teknis menjadi panel akustik berdasarkan sifat penyerapan dan dapat juga dikatakan sebagai batako beton ringan sesuai data kuat tekan digolongkan pada batako bata beton A1 yaitu semen 10% dan semen 20% untuk tidak memikul beban dan terlindung dari cuaca luar. Pada Semen 30% digolongkan pada bata beton B1 yaitu memikul beban dan terlindung dari cuaca luar.
f. Pengaruh penambahan sekam padi sangat mempengaruhi yaitu semakin baiknya tingkat penyerapan suara dan penahan panas, tetapi kuat tekannya semakin menurun.
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Asdrubali, F. 2007. Green And Sustainable Materials For Noise Control In Buildings. 19th International Congress On Acoustics. Madrid, 2 – 7 September 2007. University Of Perugipa.
ASTM C 348-97: ASTM. USA. 1995.Standar Tests Method for Flexural Strength of Hydraulic Cement Mortar , ASTM. USA. 2005.
ASTM C39/C 39M -01. Standard Tests Method for Compresive Strength and Modulus of Cylindrical Concrete Speciment, ASTM.USA. 2005.
ASTM C 134-95: Standard Tests Method for Bulk Density of Materials, ASTM. USA. 1995.
ASTM C 20-00 : Standar Tests Method Far Water Absorbtion of Materias. ASTM. USA. 1993.
ASTM C 133 - 97 : Standard Tests Method for Tensile Strength of Materials, ASTM. USA. 1997.
ASTM C 177 – 97 : Standard Test Method For Steady-State Heat Flux Measurements and Thermal transmission Properties by means of the Guarded-Hot- Plate Apparatus. ASTM USA 1997.
Bragmann, C. P dan Goncalves, Della, dkk, M,R,F. 2006. Thermal Insulators Made With Rice Husk Ashes : Production dan Correlation Between Properties and Mikrostrukture. Constructing and Building Materials.
