commit to user
OPTIMASI KINERJ A AKUSTIK
PADA BATAKO EXPOSE
DENGAN CAMPURAN ABU ONGGOK AREN
Disusun oleh:
ZULFA KAMILA RAHMAYANTI
M0208063
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian per syar atan mendapatkan gelar Sar jana Sains
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul: Optimasi Kinerja Akustik pada Batako Expose dengan
Campuran Abu Onggok Aren.
Yang ditulis oleh:
Nama : Zulfa Kamila Rahmayanti
NIM : M0208063
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada
Hari :
Tanggal :
Anggota Tim Penguji:
1. Drs , Iwan Yahya, M.Si. ………
NIP. 19670730 199302 1 001
2. Utari, S.Si., M.Si. ………
NIP. 19701206 200003 2 001
3. Khairuddin, S.Si., M. Phil., Ph.D ………
NIP. 19701018 199702 1 001
4. Nuryani, S.Si., M.Si., Ph.D ………
NIP. 19690303 200003 1 001
Disahkan oleh
Ketua Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
commit to user
iii
PERNYATAAN KEASLIAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi saya yang berjudul “OPTIMASI KINERJ A AKUSTIK PADA BATAKO EXPOSE DENGAN CAMPURAN ABU ONGGOK AREN” adalah hasil kerja saya atas arahan pembimbing dan sepengetahuan saya hingga saat ini. Isi skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi skripsi ini boleh dirujuk atau difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, Mei 2013
commit to user
iv MOTTO
"Cukuplah Allah menjadi Penolong kami dan Allah adalah sebaik-baik Pelindung."
(Q.S Ali ‘Imron: 173)
“Dan bersabarlah dalam menunggu ketetapan Tuhanmu, maka sesungguhnya kamu berada dalam penglihatan Kami……”
(Q.S Ath Thuur: 52)
PERSEMBAHAN:
Bapak dan Ibu tercinta
Kakak dan adik yang tersayang
commit to user
v ABSTRAK
Telah dilakukan optimasi kinerja serapan akustik batako ekspose
dikaitkan dengan fraksi abu onggok aren sebagai bahan baku serta
konfigurasi resonator Helmholtz di dalam struktur batako. Pengujian
kinerja dilakukan secara eksperimen mengacu kepada prosedur ASTM
E-1050-98. Dalam hal ini terdapat empat variasi fraksi abu onggok
aren yakni sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20% serta dua ragam
konfigurasi resonator jamak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
batako dengan fraksi abu onggok sebesar 10% memiliki paduan
kinerja serapan akustik dan mekanik terbaik. Adapun konfigurasi
jamak resonator Helmholtz identik mampu memberikan peningkatan
kinerja yang lebih baik di bentang frekuensi rendah dibandingkan
struktur resonator kompleks dengan rongga ganda yang terkoneksi.
Serapan akustik terbaik diperoleh pada bentang frekuensi (376-488)
Hz dengan nilai koefisien serapan α sebesar 0,54 dan kuat tekan
sebesar 2,84 MPa.
Kata kunci : bata ko ekspose, onggok aren, Resonator Helmholtz,
commit to user
vi ABSTRACT
Sound absorption performance optimization of expose brick has been
conducted in associated with the fraction of sugar palm ash in its raw
material and configuration of Helmholtz Resonators inside the brick
structure. The testing was conducted experimentally refer to ASTM
E-1050-98 standard procedure. In this case there are four variations sugar
palm ash fractions of 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% as well as two
array resonator configurations. The results showed that the brick with
fraction of 10% sugar palm ash has the best combination of
mechanical and sound absorption performance. As for the
configuration of array identical Helmholtz resonator giving better
performance improvement at low frequency span than complex
resonator structure with coupled cavity where the best performance
occur on (376-488) Hz frequency range with the absorption coefficient
α of 0.54 and compression strength of 2,84 MPa.
Keywords: exposed brick, sugar palm ash, Helmholtz resonator, the sound
commit to user
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Alloh SWT atas segala limpahan nikmat dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Sholawat
dan salam senantiasa penulis sampaikan kepada Rosulullah SAW sebagai
pembimbing seluruh umat manusia.
Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan
gelar sarjana sains dengan judul ” Optimasi Kinerja Akustik pada Batako Expose
dengan Campuran Abu Onggok Aren”. Dalam penyusunan laporan ini, penulis
tidak lepas dari bimbingan, pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak, maka
pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Ahmad Marzuki, S.Si, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Fisika Fakultas MIPA
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Drs. Iwan Yahya, M.Si. selaku Pembimbing I yang telah mendampingi selama
penelitian, memberi motivasi, dan saran dalam penyusunan skripsi.
3. Utari, S.Si., M.Si. selaku Pembimbing II yang telah mendampingi selama
penelitian, memberi motivasi, dan saran dalam penyusunan skripsi.
4. Drs. Cari, MA, Ph.D selaku pembimbing akademis atas motivasi dan
saran-sarannya selama menjalani perkuliahan.
5. Keluarga Ginact ( Dian, Tessa, Bugar, dan Ardi), Keluarga Akustik (Eki,
Restu, Ida, Nining, dan Erna), teman-teman 2008, dan adik tingkat yang telah
menjadi semangat selama proses perkuliahan.
Penulis juga berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat dan memberi
tambahan ilmu bagi pembaca. Aamiin.
commit to user
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ... iii
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN……… iv
HALAMAN ABSTRAK ... v
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2. 1. Gelombang Bunyi ... 5
2. 2. Gelombang Bunyi di Udara ... 5
2. 3. Material Penyerap Bunyi……… 7
2.4. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ... 8
2.4.1. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon………… 8
2.4.2. Fungsi Pindah (Transfer Function)……… 10
2. 5. Resonator Helmholtz ... 11
2.6. Batako……….. 13
2.7. Serat Aren……… 14
commit to user
ix BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3. 1. Waktu dan Tempat Penelitian ... 16
3. 2. Alat dan Bahan ... 16
3.2.1. Alat……… 16
3.2.2. Bahan………. 16
3.2.3. Skema Alat Penelitian……… 16
3. 3. Metode Penelitian ... 18
3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan………. 18
3.3.2. Pembuatan Sampel Uji………. 19
3.3.3. Set Up dan Kalibrasi Alat……… 20
3.3.4. Pengujian Koefisien Serap Bunyi………. 21
3.3.5. Pengujian Kuat Tekan……….. 21
3.3.6. Perekaman Digital dan Display Grafik……….. 22
3.3.7. Analisa Data……….. 22
3.3.8. Kesimpulan……… 22
3. 4. Pemodelan Resonator Helmholtz pada Sampel ... 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Koefisien Serap Bunyi……… 24
4. 1. 1. Variasi Konfigurasi Resonator ... 24
commit to user
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Perpindahan aliran (udara) ketika gelombang bunyi
melewati medium ... 5
Gambar 2.2. Karakteristik Penyerapan……… 8
(a) Penyerap Berpori……… 8
(b) Penyerap Membran……… 8
(c) Penyerap Resonator Tunggal dan Multiple Helmholtz…. 8
Gambar 2.3. Tabung impedansi dua mikropon ... 9
Gambar 2.4. Respon sistem ... 9
Gambar 2.5. Resonator tunggal dan analogi rangkaian RLC-nya ... 11
Gambar 2.6. Resonator Tree dan analogi listriknya ... 13
Gambar 2.7. Batako hollow block... 14
Gambar 3.1. Pengujian respon frekuensi dengan seperangkat alat Brüel & Kjær ... 16
Gambar 3.2. Pengujian kuat tekan dengan Ma terial Testing Ma chine ... 17
Gambar 3.3. Tahap-tahap penelitian ... 18
Gambar 3.4. Design sampel uji variasi posisi lubang resonator... 20
Gambar 3.5. Sampel batako dengan variasi posisi resonator... 23
(a) Model A... 23
(b) Model B... 23
(c) Model C……… 23
Gambar 4.1. Pengujian koefisien serap bunyi variasi konfigurasi resonator Helmholtz ... 25
Gambar 4.2. Pengujiann koefisien serap bunyi variasi fraksi abu serat aren terhadap semen………... 28
Gambar 4.4. Pengujian kuat tekan pada variasi konfigurasi resonator Helmholtz… ... 30
commit to user
xi
Gambar 4.6. Klasifikasi kelas material berdasarkan ISO 11654: 1997….. 33
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Komposisi massa bahan sampel batako... 19
commit to user
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Mix Design Sampel Batako ... 39
Lampiran 2. Perhitungan Nilai Kuat Tekan ... 40
Lampiran 3. Penjabaran Analisa Metode Tabung Impedansi Dua Mikropon ... 41
Lampiran 4. Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi ... 46
Lampiran 5. Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 50
Lampiran 6. Alat dan Bahan ... 54
Lampiran 7. Alat Pengujian Sampel………. 56
