PANEL AKUSTIK RAMAH LINGKUNGAN BERBAHAN DASAR LIMBAH BATU APUNG DENGAN PENGIKAT POLIESTER

(1)

LAPORAN PENELITIAN

HIBAH BERSAING

Judul Penelitian

PANEL AKUSTIK RAMAH LINGKUNGAN BERBAHAN

DASAR LIMBAH BATU APUNG DENGAN

PENGIKAT POLIESTER

Tahun Ke 1 Dari Rencana 2 Tahun

Tim Peneliti

1. Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT., PhD.(Ketua) NIDN : 0017096401

2. Dr. I Made Parwata, ST., MT. NIDN : 0009116811

3. I Putu Lokantara, ST, MT. NIDN : 0027096901

Dibiayai oleh:

Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, sesuai dengan

Surat Perjanjian Pelaksanaan Penugasan Penelitian Nomor: 23/UN14.2/PNL.01.03.00/2015, tanggal 3 Maret 2015

UNIVERSITAS UDAYANA

OKTOBER 2015

(2)

(3)

RINGKASAN

impact

pumice

Yukalac 157 BQTN MEKPO

Three Point Bending

impact impact

(4)

(5)

(6)

DAFTAR TABEL Impact Impact Impact Lentur Lentur

(7)

DAFTAR GAMBAR

Hand Lay Up………

G

Impact strength ………

(8)

(9)

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Suasana ruang yang nyaman dan tidak bising sangat diperlukan dalam kepentingan lingkungan pabrik, perhotelan, perkantoran maupun pribadi. Material peredam suara sangat berperan penting untuk menyerap suara/bunyi sehingga mengurangi intensitas resonansi bunyi yang sampai ke telinga sehingga tercipta kualitas ruang yang nyaman bagi penggunanya.

Bahan peredam suara berupa material berpori, resonator dan panel (Lee, 2003). Jenis bahan peredam suara yang sudah ada yaitu bahan berpori seperti foam, glass wool, rockwool, dan resonator. Penggunaan material-material ini masih relatif rendah karena harga yang tinggi.

Pengembangan peredam suara dengan beberapa limbah dan serat telah mulai dikembangkan untuk meningkatkan daya guna bahan tersebut. Beberapa penelitian perdam suara telah dikembangkan oleh Koizumi (2002), Youneung Lee (2003), yang mengembangkan peredam suara dari serat polister daur ulang. Pengembangkan peredam suara berbahan jerami untuk campuran bahan bangunan dikembangkan oleh Mediastika, dkk., 2007.

Batu apung mempunyai struktur berpori yang serupa dengan ciri bahan peredam yang telah ada. Batu apung (pumice) adalah batuan alam yang merupakan hasil dari aktivitas gunung api efusif yang mengandung buih yang terbuat dari gelembung berdinding gelas, dan biasanya disebut juga sebagai batuan gelas vulkanik silikat. Batu apung berwarna hitam, abu-abu terang hingga putih. Batuan ini memiliki karateristik, struktur pori-pori , ringan, mudah didapat dan murah namun rapuh. Batu apung banyak dijumpai di Indonesia sebagai limbah alam. Limbah batu apung merupakan sisa hasil dari proses pengayakan batu apung yang sudah tidak terpakai lagi karena ukurannya kurang dari syarat pengepakan untuk dipasarkan (ukuran agregat limbah batu apung kurang dari 10 mm).

Limbah batu apung yang berlimpah, menjadi pertimbangan yang cukup ekonomis untuk merekayasa batuan tersebut menjadi material yang berdaya guna. Batu apung yang memiliki karateritik berfori sangat berpeluang besar untuk digunakan sebagai material

(10)

2

akustik pelapis dinding. Penelitian ini mengkaji kelayakan penggabungan dari dua material berbeda mampu melakukan penyerapan suara yang baik sehingga dapat diaplikasikan sebagai dinding akustik.

1.1 Pentingnya atau Keutamaan Rencana Penelitian

Batu apung ((pumice) banyak terdapat di Indonesia. Berdasarkan pengamatan dan survey yang telah dilakukan diperoleh data bahwa potensi batu apung di DIY , Gunung Rinjani, Krakatau, Kulonprogo Gunung Kidul, Jawa Barat (Ciomas, G Kiaraberes, Cicurug dan Nagrek ) dan di Provinsi NTB, khususnya di Pulau Lombok sangat tinggi mencapai ± 409,674,525 m3, selain itu penambangan batu apung di Pulau Bali berlokasi di Kabupaten Buleleng, Singaraja dengan luas penambangan 696.87 Ha pada tahun 1997. (Badan Pertambangan Bali 1997)

Penelitian ini memanfaatan bahan limbah batu apung yang jumlahnya berlimpah sehingga dapat mengangkat derajat bahan limbah menjadi bahan bernilai teknis dan ekonomis yang lebih tinggi serta produknya ramah lingkungan. Limbah batu apung ini digunakan sebagai peredam dengan pengikat polyester. Peredam yang umum saat ini digunakan adalah glass wool dan rock wool yang mana harganya relatif mahal, tidak ramah lingkungan, menyebabkan iritasi pada kulit dan sebagainya, sedangkan limbah batu apung adalah limbah yang tidak berharga sehingga dapat menekan biaya produksi, ramah lingkungan, tidak menyebabkan iritasi dan tidak menyebabkan keausan pada peralatan yang digunakan untuk pemesinan material ini.

Karakteristik komposit batu apung dipengaruhi oleh banyak faktor yang sebagian telah diteliti oleh peneliti. Faktor yang diteliti pada penelitian tahun I ini adalah pengaruh fraksi berat batu apung dan besar butiran batu apung terhadap sifat mekanik komposit dan sifat peredaman suaranya. Setelah diperoleh karakteristik mekanik dan peredaman suara dari komposit tersebut, kemudian dilanjutkan pada tahun II dengan melakukan pengujian akustik komposit dan uji lentur dalam ukuran riil yaitu berupa panel yang akan diaplikasikan pada dinding ruangan penelitian. Hasil pengujian tersebut akan dikaji kondisi optimum antara sifat akustik dan mekanik komposit batu apung tersebut.

(11)

3

BAB II STUDI PUSTAKA

2.1 Batu apung

Batu apung (pumice) ialah istilah tekstural untuk batuan vulkanik yang merupakan lava berbuih terpadatkan yang tersusun atas piroklastik yang amat mikrovesikular dengan dinding batuan beku gunung berapi ekstrusif yang bergelembung, amat tipis dan tembus cahaya. Batu apung adalah produk umum letusan gunung (pembentuk plinus dan ignimbrite) dan umumnya membentuk zona-zona di bagian atas lava silikat. Batu apung banyak digunakan untuk membuat beton ringan atau yang kepadatannya rendah dan insulatif. Berdasarkan kegunaannya limbah batu apung dapat dimanfaatkan sebagai:

1. Sebagai pengganti bahan bangunan galian golongan C. 2. Sebagai bahan campuran beton

3. Sebagai bahan pembuatan genteng 4. Sebagai alat kosmetik

5. Bahan penghapus 6. Pembersih papan sirkuit 7. Campuran bahan kimia.

Gambar 2.1 Contoh batu apung

Rongga-rongga pada bagian batu apung yang mempunyai kemampuan penyerapan suara yang baik sehingga dapat dimanfaatkan untuk bahan penyerap suara.. Susunan pori-pori dari batu apung berbentuk ronga antara lapisan pori-pori-pori-pori. Karena keunggulan tersebut

Pori -pori

(12)

4

batu apung cocok untuk dijadikan material altematif untuk pembuatan material penyerap suara. Gambar 2.1 menunjukkan contoh batu apung yang ada di lapangan.

2.2 Proses Produksi Komposit Berpenguat Partikel

Teknik umum yang biasa digunakan dalam proses pembentukan komposit berpenguat serat (PRC) adalah :

1. Poltrusion, merupakan proses pembuatan komposit berpenguat partikel dimana dalam prosesnya partikel dicelupkan ke dalam wadah berisi resin kemudian melalui beberapa die. Teknik ini khusus digunakan untuk memproduksi benda berbentuk datar (flat) dan batang dengan penampang.

2. Filament winding, merupakan proses pembentukan komposit berpenguat partikel yang dalam prosesnya partikel yang telah dilapisi resin dialirkan ke mandrel. Teknik ini khusus digunakan untuk memproduksi benda berdiameter seperti pipa.

3. Lay-Up, merupakan proses pembentukan komposit berpenguat partikel yang dalam

prosesnya partikel ditumpuk kemudian dicampur dengan resin yang dapat dikerjakan dengan menggunakan mesin atau tangan (Hand Lay-Up). Proses Hand Lay-Up memiiiki kemudahan dan keunggulan yang lebih dibandingkan dengan teknik lain (Gambar 2.2).

4. Teknik Semprot, merupakan proses pembentukan komposit dimana pada teknik ini partikel ditumbuk hingga halus dicampur resin kemudian disemprotkan dibentuk lapisan demi lapisan.

Gambar 2.2 Teknik Hand Lay Up

2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Kekuatan Mekanik Partikel Composite

Kekuatan mekanis komposit berpenguat partikel dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain :

a. Treatment yang dilakukan pada partikel.

(13)

5 c. Fraksi berat dan fraksi volume partikel.

d. Ikatan yang terjadi antara matrik dengan partikel. e. Orientasi partikel jumlah lapisan partikel.

2.4 Fraksi Berat Partikel dalam Komposit

Fraksi berat partikel dalam komposit adalah perbandingan antara berat partikel dan berat komposit yang dapat ditunjukkan dalam bentuk fraksi berat partikel. Berat partikel didapat berdasar pada hasil penelitian dengan cara menimbang partikel batu apung yang telah ditentukan (Wp) dan perhitungan berat komposit hasil percobaan (Wc), dan fraksi berat partikel dengan persamaan sebagai berikut:

Volume Cetakan Uji Impact (Vc)

Vc = p x l x t ... ……….(2.1 ) Dimana : Vc : Volume Cetakan (cm3) p : Panjang Cetakan (cm) l : Lebar Cetakan (cm) t : Tinggi Cetakan (cm)

Fraksi berat partikel dapat dihitung dengan persamaan :

FW = x 100%...…….………..(2.2) Dimana :

FW : Fraksi Berat Partikel (%) Wf : Berat Partikel (gram) Wr : Berat Resin (gram)

2.5 Penyerapan Suara (Sound Absorption)

Bahan lembut, berpori dan kain serta berbagai bahan lainnya; termasuk manusia, menyerap sebagian besar gelombang suara yang menumbuk kepadanya, dengan kata lain mereka adalah bahan penyerap suara. Dari definisi, penyerapan suara adalah perubahan energi suara menjadi suatu bentuk lain, biasanya panas, ketika melewati suatu bahan atau ketika menumbuk suatu permukaan. Jumlah panas yang dihasilkan pada perubahan energi

(14)

6

ini adalah sangat kecil, sedang kecepatan perambatan gelombang suara tidak dipengaruhi oleh penyerapan.

Efisiensi penyerapan suara suatu bahan pada suatu frekuensi tertentu yang dinyatakan dengan suatu Koefisien Penyerapan Suara (coefficient of sound absorption). Koefisien penyerapan suara suatu permukaan adalah bagian energi suara datang yang diserap, atau tidak dipantulkan oleh permukaan. Satuan ini dinyatakan dalam huruf Geek α. Nilai α dapat berada antara 0 sampai dengan 1; misalnya pada 500 Hz bila material akustik menyerap 65% dari energi suara datang dan memantulkan 35% daripadanya, maka koefisien penyerapan suara bahan ini adalah 0,65. Koefisien penyerapan suara berubah dengan sudut datang gelombang suara pada bahan dan dengan frekuensi. Nilai koefisien penyerapan suara pada suatu frekuensi tertentu, dirata-rata terhadap semua sudut datang pada suatu frekuensi tertentu (datang acak).

Penyerapan suara suatu permukaan (penyerapan permukaan) diukur dalam sabins, sebelumnya disebut satuan jendela terbuka (open-window units). Satu sabin menyatakan suatu permukaan seluas 1 ft2 atau 1 m2 yang mempunyai koefisien penyerapan α = 1.0. Penyerapan permukaan diperoleh dengan mengalikan luas permukaan dalam ft (atau m2), dengan koefisien penyerapan suaranya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi koefisien absorbsi suara antara lain:

1. Ukuran batu (Particles Size). Meningkatnya koefisien absorbsi suara seiring dengan menurunnya diameter batu. Ini dikarenakan diameter batu yang lebih kecil mudah bergenak daripada batu yang berdiameter besar pada suatu gelombang suara.

2. Ketahanan Aliran Udara (Airflow Resistance). Salah satu kualitas paling penting yang mempengaruhi karakteristik bahan berpori penyerap suara adalah hambatan aliran spesifik per unit ketebalan material.

3. Porositas (Porosity). Jumlah, ukuran dan tipe dari porositas merupakan faktor penting yang menjadi pertimbangan selama mempelajari tentang mekanisme penyerapan suara pada material berpori.

4. Perlakuan (Tortuousity). Hal ini merupakan pengukuran lintas pori yang dibandingkan dengan ketebalan material.

5. Ketebalan (Thickness). Berbagai penelitian yang berhubungan dengan penyerapan suara pada bahan berpori mendapat kesimpulan bahwa penyerapan suara pada frekuensi rendah berhubungan langsung pada ketebalan. Pada studi berikutya,

(15)

7

memperlihatkan bahwa peningkatan penyerapan suara hanya pada frekuensi rendah pada material yang semakin tipis ketebalannya.

6. Kerapatan Massa (Density). Kerapatan massa suatu material sering dianggap sebagai faktor penting yang mempengaruhi perilaku penyerapan suara dari material.

7. Impedansi Permukaan (Surface Impedance). Semakin tinggi resistensi bahan, semakin tinggi disipasi pada lapisan tertentu. Pada saat yang sama lapisan dari permukaan impedansi juga meningkat pada resistensi, menghasilkan jumlah refleksi pada lapisan permukaan yang menyumbang kemampuan serap suara yang rendah.

Kebiasaan standar untuk membuat daftar nilai koefisien penyerapan suara pada wakil frekuensi standar yang meliputi bagian yang paling penting dari jangkauan audio, yaitu pada 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 dan 8000 Hz atau 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096 dan 8192 Hz.

2.6 Penelitian pendahuluan yang telah dilakukan

Peneliti I dan II telah banyak meneliti tentang serat alam yang potensial digunakan sebagai penguat komposit polimer seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini. Pada penelitian tahun ini dan rencana tahun depan meneliti material batu apung sebagai bahan penyerap suara.

(16)

8 Jurnal Nasional Hibah Stranas 2 th 2013-14

2010-2011

Penelitian karakteristik komposit dengan beberapa metode perlakuan kimia serat: NaOH, Vulcan AF21, Acrylic acid. Dengan matrik PP daur ulang. -Ketahanan api

-Ketahanan penyerapan air/uap air

-Ketahanan aus dg pelapisan. -Sifat mekanik.

-Workshop International dan Jurnal Aplied Mechanic and Materials

Penelitian karakteristik mekanik dan akustik dari panel dengan bahan batu apung. (Skala Lab)

HU Udayana 1th 2012

- Perlakuan Vulcan AF21 thd sisal dan poliester ketahanan api, sifat mekanik kompositnya.

2016

2015

- Karakterisasi serat sisal

lokal Bali

ROAD MAP PENELITIAN

- Penelitian komposit PLA dan PP/Tapis kelapa dengan perlakuan kimia serat:NaOH dan MA.

Telah dilakukan

TPSDP ADB Grant. 2006 Penelitian arah serat, perlakuan kimia serat tapis dengan epoxy,

Riset fundamental, 2007

Persentase, panjang dan perlakuan kimia serat jerami terhadap sifat mekanik dan fisik komposit PLA/jerami,

Hibah bersaing 2 th 2008-09

Limbah tapis kelapa sbg penguat komposit poliester untuk pengganti bungbung gamelan Bali,

Int’l Journal Material physic and mechanics.

Materials and Design Elsivier

konferensi international

Uji panel secara riil pada ruang uji.

Penelitian Baru dengan pengikat gipsum

(17)

9

BAB III

TUJUAN DAN MANFAAT

3.1 Tujuan

Pemanfaatkan limbah hasil industri, merupakan salah satu cara yang sangat baik untuk memaksimalkan sumber daya alam yang tersedia sehingga dapat bermanfaat bagi kehidupan manusia. Limbah batu apung yang berlimpah di Indonesia sangat memungkinkan dikembangkan menjadi bahan komposit untuk peredam suara. Penelitian ini secara khusus memiliki tujuan:

a. Menentukan karakteristik mekanik beban impact dan lentur komposit batu apung akibat pengaruh variasi fraksi berat partikel dan besar butiran partikel.

b. Menentukan karakteristik akustik penyerapan suara akibat pengaruh variasi fraksi berat partikel dan besar butiran partikel.

3.2 Manfaat Penelitian

Kontribusi yang diharapkan tercapai secara langsung maupun tidak langsung dirasakan ditinjau dari unsur–unsur keilmuan, masyarakat, dan perusahaan dapat diuraikan sebagai berikut;

1. Kontribusi terhadap lembaga pendidikan dan riset teknologi. Hasil dari penelitian ini dapat memberikan kontribusi sebagai suatu produk unggulan saat sekarang atau dimasa yang akan datang khusunya komposit berbahan dasar limbah batu apung. Sebagai sumbangan pemikiran tentang penggunaan bahan – bahan alam yang tidak berguna menjadi suatu material yang berguna dimasyarakat. 2. Kontribusi nilai ekonomis, Pemamfaatan produk limbah menjadi nilai yang lebih

ekonomis, harga yang murah sehingga dapat meningkatkan nilai ekonomis masyarakat.

3. Kontribusi lingkungan, Pemamfaatan bahan limbah batu apung diharapkan masyarakat menjaga lingkungan dengan baik. Limbah tidak dibuang berserakan namun dapat dimanfaatkan untuk material yang lebih bermanfaat dan ramah lingkungan.

(18)

10

BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 Alat

1. Alat uji : mesin uji koefisien/angka serapan suara bahan (impedance tube standing wave method), dan alat uji impact.

2. Alat cetak : alat cetak teknik Press Hand Lay-Up, cetok, kuas. 3. Alat ukur : Timbangan digital, gelas ukur, beker , dan mistar. 4. Alat pengering : oven.

5. Alat K3 : sarung tangan karet dan masker.

6. Alat bantu: spuit, gergaji, gunting, amplas, pisau, pengaduk, penjepit, sendok, selotip dan kontainer.

7. Alat pembersih : lap, kapi dan tinner.

4.2 Bahan

1. Matrik : Unsaturated Polyester Resin (UPRs) jenis Yukalac 157 BQTN.

2. Reinforced : Batu apung (pumice) berukuran besar 3 mm, 5 mm dan 10 mm dengan variasi fraksi berat 40%, 60%, dan 80% untuk setiap besar batu apung. 3. Bahan perlakuan partikel : NaOH dan Aquades

4. Perekat / Lem G. 5. Selotip. 6. Gliserin. 7. Aceton. 8. Tissue 4.3 Alur Penelitian

Penelitian komposit batu apung dibagi atas dua tahapan. Tahun I berfokus pada penentuan karateristik mekanik dan penyerapan suara specimen berskala laboratorium, tahun II dilanjutkan dengan pengujian karateristik akustik komposit batu apung berskala riil. Secara detail diagram ditunjukkan pada Gambar 4.1.

(19)

11

Gambar 4.1 Diagram alir penelitian tahun I

4.4 Proses Pembuatan Butiran Batu Apung

Adapun langkah-langkah teknis yang dilakukan pada proses pembuatan butiran dari batu apung adalah sebagai berikut :

Uji serapan suara START

Persiapan Alat dan Bahan

Pembuatan Alat Cetak Komposit

Perlakuan Batu Apung Dengan Aquades Selama 2 Jam

Pembuatan Komposit Batu Apung masing-masing dengan besar batu 3mm, 5mm dan 10mm

Fraksi Berat 80% Fraksi berat 60%

Fraksi Berat 40 %

Post Curing (650 C selama 2 jam)

Tidak Cek kedataran

Spesimen

Ya Pemotongan spesimen

Uji Specimen Impact lentur dan serapan suara

Uji impact Uji lentur foto SEM

Analisa Data

Output penelitian: Karateristik komposit batu apung

(20)

12

• Batu apung yang dipakai dalam proses pencetakan komposit merupakan batuan alam yang didapat dari Lombok Nusa Tenggara Barat, batuan yang didapat adalah batu apung limbah dengan ukuran 10mm ke bawah.

• Batu apung yang telah didapat kemudian dibersihkan menggunakan air bersih untuk menghilangkan tanah dan pasir yang melekat pada permukaan batu menggunakan sikat (lebih efektif dengan batu yang didapat lebih bersih) untuk mendapatkan batu apung yang bersih secara cepat.

• Untuk tahap Treatment batu apung yang telah dibersihkan tadi dibilas dengan Aquades untuk mendapatkan batu yang benar-benar bersih.

• Setelah dibilas, batu apung selanjutnya dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 65° C selama 24 jam untuk mendapatkan batu apung yang benar-benar kering. • Tumbuk batu apung yang sudah dikeringkan menjadi bagian kecil dan di ayak

sesuai ukuran yaitu 3mm, 5mm, dan 10mm.

4.5 Proses Pembuatan Cetakan Komposit

• Disiapkan 2 (dua) lembar kaca bujursangkar dengan ukuran 260 x 260 mm dengan ketebalan 10 mm yang berfungsi sebagai alas dan penutup cetakan. • Kemudian disiapkan juga 4 bilah bingkai kaca samping cetakan dengan ukuran

30 x 130 mm dengan tebal 10mm yang sesuai dengan ketebalan hasil komposit nanti.

• Permukaan cetakan kaca dibersihkan dari segala kotoran dengan mempergunakan tissue dan tinner guna mengurangi faktor pengotor.

• Bingkai cetakan ditempatkan sesuai dengan tebal komposit yang akan dibuat yaitu 10mm dengan bentuk bujur sangkar dan direkatkan menggunakan lem. • Cetakan siap dipergunakan untuk proses pencetakan seperti ditunjukkan pada

(21)

13

Gambar 4.2. Rangkaian cetakan komposit

Gambar 4.3 Dimensi Plat Bagian Bawah Cetakan Spesimen Impact Papan Kayu

Kaca Bingkai Cetakan

Kaca Pemberat

(22)

14

Gambar 4.4 Dimensi Plat Bagian Bawah Cetakan Spesimen Kedap Suara

4.6 Pencetakan Komposit dan Proses Post Curing

Setelah mempersiapkan cetakan kaca tadi dengan kualitas kebersihan permukaan kaca cetak yang terjaga, maka tahap berikutnya adalah proses pencetakan komposit. Berikut langkah-langkah teknis dari prosesnya:

• Polyester dicampurkan dengan 1% hardener dalam beker ukuran 500 ml yang disediakan dan harus sesuai dengan hitungan fraksi beratnya masing – masing Campuran polyester diaduk secara perlahan sesuai dengan campuran berat yang sesuai

• Cetakan diolesi gliserin secara merata dan tipis.

• Campuran poliester dituang ke dalam cetakan disesuaikan dengan komposisi berat yang telah digambarkan pada diagram Gambar 4.1.

• Ayakan batu apung dituang ke dalam campuran polyester, dicetak dan ditekan dengan penutup sedemikian rupa hingga seluruh permukaan hasil cetakan rata. • Proses Post Curing dilakukan dengan memasukkan cetakan ke dalam oven dengan

temperatur 65 oC selama 2 jam. Tujuannya untuk menghilangkan gelembung-gelembung udara dan uap air yang terperangkap pada komposit.

(23)

15

• langkah diulangi dari awal untuk variasi spesimen uji berdasarkan variasi besar partikel dan fraksi berat partikel.

• Setelah kering, lepaskan komposit dari cetakan dengan menggunakan kapi secara perlahan-lahan dan hati-hati.

• Komposit yang telah diangkat siap untuk dipotong dan di uji.

4.7 Pembuatan Spesimen Uji Impact dan Uji Lentur

• Hasil cetakan di atas dipotong sesuai standar uji Impact dan lentur.

• Masing-masing jenis komposit dibuat 5 buah spesimen sebagai replikasi uji yaitu benda uji 1,2,3,4,dan 5.

4.8 Pembuatan Spesimen Uji Penyerapan Suara

• Spesimen dicetak dengan cetakan bulat berukuran diameter 100mm dan ketebalan 10mm.

• Seluruh proses pencetakan dilakukan seperti proses pada sub bab 4.6.

• Masing-masing jenis komposit dibuat 3 buah spesimen sebagai pengulangan yaitu benda uji I,II, dan III.

4.9 Variabel Pengujian

• Komposit dengan variasi besar butir partikel batu apung dengan ukuran 3 mm, 5 mm dan 10mm.

• Fraksi berat batu apung yang digunakan divariasikan pada persentase 40 %, 60% dan 80%.

4.10 Spesifikasi Spesimen Uji

Mengkombinasikan variabel-variabel uji akan didapat jenis-jenis komposit yang akan dibuat sesuai dengan klasifikasi sebagai berikut :

Angka romawi I, II dan III digunakan untuk membedakan ukuran butir partikel batu apung yaitu masing-masing 3, 5 dan 10mm. Huruf kapital A, B dan C digunakan untuk membedakan jenis fraksi berat masing-masing spesimen uji yaitu 40, 60 dan 80%. Angka 1,2,3,4,5 digunakan sebagai pengkodean pengulangan pengujian.

(24)

16

Tabel 4.1 Rancangan Pengujian Spesimen Uji Koefisien Penyerapan Suara Spesimen Uji

Frekuensi input X* Hz

Fraksi Berat Partikel (%)

40 60 80

Ukuran butir 3 mm (I)

IA1 IB1 IC1

IA2 IB2 IC2

IA3 IB3 IC3

Ukuran butir 5 mm (II)

IIA1 IIA1 IIA1

IIA2 IIA2 IIA2

IIA3 IIA3 IIA3

Ukuran butir 10 mm (III)

IIIA1 IIIA1 IIIA1

IIIA2 IIIA2 IIIA2

IIIA3 IIIA3 IIIA3

Ket : tanda’*’ meliputi nilai inputan pada frekuensi pengujian

4.11 Pelaksanaan Uji Koefisien Serapan Suara

Pengujian pada spesimen koefisien serapan suara dapat dilakukan langkah-langkah prosedural sebagai berikut:

• Pastikan spesimen uji dalam keadaan bersih dan kering.

• Benda uji yang akan dicari koefisien/angka serapan suaranya, dipasang pada standing wave tube.

• Posisi pemasangan bahan menempel pada dinding tube dengan benar. • Pengujian akan dilakukan pada frekuensi 400, 600, 800, 1000 dan 1500Hz.

• Buka penutup ujung tabung yang juga sebagai tempat diposisikannya benda uji dan posisikan dengan benar kemudian tutup kembali dengan rapat.

• Posisikan ’ON’ pada Sine Generator dan Measuring Amplifier kemudian atur frekuensi masukan pada sine generator sesuai dengan frekuensi yang diteliti dengan cara memutar aturan decrease / increase pada sine generator, atau dengan meng-input masukkan frekuensi dengan menekan tombol ’Ent’ lalu masukan nominal angka frekuensi yang diinginkan, tekan tombol ’Ent’ lagi, ubah status gelombang dari ’off’ ke ’cont’ untuk mengaktifkan gelombang sinus.

• Cari lalu catat tekanan maksimum dan minimum di dalam standing wave tube, dengan cara menggeser-geserkan mikrofon secara perlahan. Besarnya tekanan maksimum maupun minimum dapat dibaca pada tampilan measuring amplifier.

(25)

17

• Pastikan ketepatan antara nilai lamda (λ) teoritis/hitung mendekati nilai lamda pada hasil responsi tekanan maksimum dan minimum untuk menetapkan nilai kepastian dari tekanan maksimum dan minimum bahan berdasarkan pada tampilan measuring amplifier.

• Hitung nilai n, kemudian hitung nilai koefisien/angka serapan suara bahan. • Lakukan percobaan pada frekuensi lainnya.

• Setelah pengujian pada spesimen uji selesai, pengujian dilanjutkan dengan spesimen komposit berpenguat partikel dengan besar partikel 3 mm, komposit besar partikel 5 mm dan komposit besar partikel 10 mm dengan masing-masing variasi fraksi berat partikel dengan metode yang sama.

Gambar 4.5 Alat uji serapan Suara

4.12 Analisa Data Uji Koefisien Serapan Suara

Analisa data hasil pengujian dilakukan dengan melakukan analisa grafik. Dimana dari data hasil uji yang telah didapatkan dihitung berdasarkan rumus sehingga hasil akhirnya akan didapat angka/koefisien serapan suara bahan. Angka serapan suara bahan yang didapat, kemudian diplotkan berdasarkan koefisien serapan suara terhadap frekuensi inputan pengujian. Hasil akhirnya berupa trend data yang diplotkan menjadi suatu grafik berupa suatu grafik Coefficient sound absorption (α) – Frukuensi (Hz).

(26)

18

4.13 Klasifikasi Spesimen Uji

Bentuk specimen Uji Impact seperti pada Gambar 4.5

Gambar 4.6 Spesimen Uji Impact

Tabel 4.2 Rancangan Data Pengujian Spesimen Uji Impact Komposit Spesimen Uji

Impact Komposit

Fraksi Berat Partikel

40 % 60 % 80%

α β ∆E A Is α β ∆E A Is α β ∆E A Is

Komposit Besar Partikel 3

mm ( I )

IA1 IB1 IC1

IA2 IB2 IC2

IA3 IB3 IC3

IA4 IB4 IC4

IA5 IB5 IC5

Komposit Besar Partikel 5 mm ( II ) IIA 1 IIB 1 IIC1 IIA 2 IIB 2 IIC2 IIA 3 IIB 3 IIC3 IIA 4 IIB 4 IIC4 IIA 5 IIB 5 IIC5 Komposit Besar Partikel 10 mm ( III ) IIIA 1 IIIB 1 IIIC 1 IIIA 2 IIIB 2 IIC2 IIIA 3 IIIB 3 IIIC 3

(27)

19 IIIA 4 IIIB 4 IIIC 4 IIIA 5 IIIB 5 IIIC 5 Keterangan :

• α = Sudut awal pendulum (derajat 0) • β = sudut akhir pendulum ( derajat 0) • ∆E = Besar energi yang diserap (Nm)

• A = Luas penampang pada daerah takikan (mm2)

• Is = Kekuatan impact       2 mm Nm

4.14 Pelaksanaan Uji Impact

• Ukur benda uji sebelum di bentur dengan alat uji impact

• Naikan pengangkat pembentur sesuai sudut yang telah ditentukan dengan memutar hendle pembentur, kunci pembentur dengan benar.

• Lepaskan pengunci pembentur setelah beban berada pada tahanan pemberat bneda uji (sudut α)

• Setelah kembali dari puncak ayunan tersebut dapat dihentikan perlahan-lahan dengan rem.

• Amati dan catat jarum yang terdorong, berapa derajat pemberat sudut ayunan tanpa benda uji.

• Pasang pembentur dengan baik dan benar sehingga tidak membahayakan. • Pasang benda uji pada anvil tepatkanlah dengan penyenter dan lepas penyenter

tersebut jika sudah benar, amati dudukan/anvil jika kurang benar dan dapat disetel sesuai dengan petunjuk

• Pembentur dapat dinaikan perlahan-lahan dengan memutar handle tepat pada sudut yang ditentukan.

• Lepas pengunci dengan menarik pengunci lengan.

• Setelah pembentur berayun mengenai benda uji, maka pembentur yang berayun dapat diberhentikan dengan mengunakan mengerem secara perlahan. • Amati sudut pada dial yang ditunjukkan oleh jarum beban, dan diperoleh harga

impact.

(28)

20

4.15 Analisa Data Uji Impact

Energi yang hilang akibat gesekan bantalan pada titik putar batang pendulum dan energi tahan udara diabaikan, maka dilakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan 2.14.

Analisa data hasil pengujian dilakukan dengan analisa grafik yaitu dengan membuat grafik hubungan antara variasi berat dan variasi besar partikel. terhadap kekuatan impact komposit (Is). Analisa jenis patahan yang terjadi akan dilakukan dengan mengamati foto mikro patahan masing-masing spesimen uji impact.

4.16 Uji Lentur

Sepesimen Uji Lentur (bending) dibuat sesuai dengan uji specimen impact. Rancangan pengujian uji Lentur sama dengan uji impact.

(29)

21

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Data Spesifikasi Spesimen Uji Impact

Setelah spesimen uji selesai dipotong (sesuai ASTM D 256), maka langkah selanjutnya adalah pengukuran dimensi awal spesimen uji dan pengambilan data uji serta dilanjutkan perhitungan kekuatan impactnya (Impact Strength) dengan hasil sebagai berikut ( Tabel 5.1 ).

Tabel 5.1 Kekuatan Impact Komposit ! " # ! "

$ $% %&' $%&( $ $ & ) %&( %& ) %&% %$ ) ) $ & ) '*

+ $%% $%& ' $%& $ %&( %& ) %&% %$ * , $ & * *)

- $% %&+ $%& , $%& . %&( %& ) %&% %$ . $ $ & . $' ( $% %&' $%& $ $%& $ %&( %&)' %&% %+(' + &('$

' $%% , & ' $%& ' %&( %& ) %&% %+%$ + &% %'

/ 0 1 2 3 4 ! " # ! "

$ ,, &' $ $ & ) $%& + %&( %&() %&% %%' $ %& '%.

+ $%% $ $ & + $%& $ %&( %&(' %&% %% ( ( %&( (+

- ,, &. , & . $ $ & $ %&( %&(' %&% %% () %&()( ( ,, &) $% $%& $ %&( %&(' %&% %%'% %&(,'

' $%% $%& . $%& * %&( %&(' %&% %% (-

%&(--/ 0 25 6 1 ! " # ! "

$ $%$ &$ $%& + $ $ & * %&( %& ) %&% %$ ) ) $ & ) )+

+ $%%&%' $%&( $ + & + %&( %& . %&% %+ - ) + & - )( - $%$ &+ $ $ &%' $ + &( %&( %& ) %&% %$() $ &()%

( ,, &. $ $ & * $ $ & ' %&( %& . %&% %+ + $ + & + $$

' $%%&%' $%& $ $ $ & ' %&( %& ) %&% %$ . + $ & . ++

/ 0 1 2 6 6

(30)

22 ! " # ! "

$ $%%&+' $%& $ $ $ &( %&( %&. %&% %+) $ +&)%)

+ $% %&' $%& + $ $ & ) %&( %&* %&% %-- * -&- * $

- ,%&) $%&( $%& . %&( %&. %&% %+.% +&) , )

( $% %&$ $ + $ $ & , %&( $ %&% % (+% (&+%+ ' $%$ &+ $ $ & + $ + %&( %&* %&% %+, * +&, . )

/ 0 21 5 4 ! " # ! "

$ $%+ &( $%& $ $ + & ' %&( %&* %&% %-$ . -&$ ) *

+ $% %&. $ + & + $ - & + %&( %&* %&% %+(* +&(*(

- $%- &( $%& ' $(& - %&( %&, %&% %-- - -&- -%

( $%$ &- $%&( $ ' & $ %&( %&, ' %&% %-'% -&'%+

' $% %&) $ $ & * $ - & + %&( %&* %&% %+' . +&' ) *

/ 0 2 1 1 5 1 ! " # ! "

$ $% %&* $%& +' $ $ & ' %&( %&. %&% %+' ' +&'('

+ ,, &, $%&( $ $ & + %&( %&. %&% %+' * +&' . )

- $% %&- $%& *' $ $ & $ %&( %&* %&% %-- + -&- + $

( $% %&) $ $ & . $ $ & . %&( %&. ' %&% %+' ) +&' ' .

' $% %&. $%& ) $ + & $ %&( %&* %&% %-$ + -&$ $ ,

/ 0 2 6 6 ! " # ! "

$ $%%& - $ $ $ '&( %&( $ &%+ %&% %-) ) - & ) )% + $%%& + $%&* $ '&+ %&( %& , %&% %-%' - &% ()

- $%%&%' $$ &. $ )&( %&( $ & $ %&% %-) ' - & )(*

( ,%&( $+ &+ $ +&- %&( %& * %&% %+) . + & ) ))

' $%% $%&* $ ' & *' %&( $ &%' %&% %-*% - & . ,.

/

0

(31)

23 4 ! " # ! "

$ $%%& , , &) $ $ & $ %&( %& ' %&% %%,( %& , -*

+ $%%& + $%&, $ +&$ %&( %& ) %&% %$' + $ & ' $)

- $%%& +' $%&%' $(&+ %&( %& ' ' %&% %$%' $ &%'$ ( , , & , $%&+ $ $&+ %&( %& ) %&% %$. ' $ & . '$

' , , &( $%&' $%&' %&( %& ' %&% %%, $ %& ,%.

/ 0 1 2 6 1 ! " # ! "

$ $%%& ) $$ &* $ )&+ %&( %& * %&% %+%, + &%,+

+ $%%& ) $+ &+ $ $&) %&( %& ) %&% %$($ $

&($-- $%%& . $$ &) $ '&$ %&( %& ) ' %&% %$(- $ &(+.

( , * $$ &( $ +&$ %&( %& ) %&% %$(' $ &('% ' $%%& ) $+ &+ $ -&$ %&( %& . %&% %$* * $ & * ..

/ 0 1 2 5 4

Tabel 5.2 Perhitungan Kekuatan Impact Komposit

Ukuran partikel Fraksi Berat

40% 60% 80% 3mm 1.65782 2.60552 3.65998 1.88590 3.38066 3.04581 1.71482 2.69590 3.64811 2.45074 4.20168 2.66560 2.00501 2.97619 3.79717 Rata-rata 1.94286 3.17199 3.36333 5mm 0.50710 3.16832 _0.93844 0.44201 2.48385 _1.51642 0.46438 3.33000 _1.05108 0.49505 3.50229 _1.75070 0.43268 2.56805 _0.90703 Rata-rata 0.46824 3.01050 1.23273 10mm 1.66168 2.54507 2.09249 2.36444 2.57555 1.41323 1.45964 3.32129 1.42727 2.21076 2.55680 1.44991 1.72191 3.11867 1.87711 Rata-rata 1.88369 2.82347 1.65200

(32)

24

Berdasarkan data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kekuatan Impact dengan variasi besar partikel dan fraksi berat.

Gambar 5.1 Grafik hubungan ukuran patikel dan fraksi berat terhadap Impact strength

5.2 Pembahasan Uji Impact

Berdasarkan Tabel 5.1, 5.2 dan Gambar 5.1 di atas dapat terlihat bahwa hubungan antara besar partikel dan fraksi berat partikel terhadap kekuatan impact komposit polyester-batuapung. Pada fraksi berat 40% dapat dilihat kekuatan impact tertinggi terdapat pada besar partikel 3mm yaitu 1.94 kNm/m2, dan kekuatan impact terkecil terdapat pada spesimen dengan besar partikel 5 mm yaitu 0,47 kNm/m2. Pada fraksi berat 60% dapat dilihat kekuatan impact tertinggi terdapat pada besar partikel 3mm yaitu 3.17 kNm/m2, dan kekuatan impact terkecil terdapat pada spesimen dengan besar partikel 10 mm yaitu 2.82 kNm/m2. Pada fraksi berat 80% kekuatan impact tertinggi tedapat pada besar partikel 3mm dengan kekuatan impact 3.36 kNm/m2, sedangkan kekuatan impact terkecil terdapat pada besar partikel 5mm dengan kekuatan impact 1.23 kNm/m2. Keseluruhan komposit tersebut memiliki kekuatan impact terbesar dari setiap kelompok fraksi berat adalah komposit yang berpartikel 3mm, hal ini dikarenakan luas permukaan kontak antara partikel dengan polimer lebih besar dari ukuran partikel yang lebih besar, disamping itu kekuatan ikatan interface antara batuapung dan polimer cukup kuat karena polimer bisa masuk mengisi celah-celah batu apung seperti ditunukkan pada foto SEM di

(33)

25

bawah. Kekuatan impact tertinggi dari keseluruhan pengujian adalah komposit dengan fraksi berat 80% dan ukuran partikel 3 mm, hal ini karena semakin banyak penguat sampai batas tertentu maka kekuatan juga meningkat.

Patahan yang terjadi pada komposit adalah patahan getas karena sifat batuapung yang getas sehingga patahannya lebih dari 2 patahan terutama pada ukuran butir 5mm dan 10mm.

Foto SEM hasil patahan benda uji komposit yang dilakukan di Laboratorium Logam Teknik Mesin Universitas Udayana. Adapun hasil foto SEM tersebut, seperti gambar berikut.

Partikel Batu apung Matriks

(34)

26 Partikel Batu apung Matriks Partikel Batu apung Matriks

(35)

27 Partikel Batu apung Matriks Partikel Batu apung Matriks Partikel Batu apung

(36)

28 Partikel Batu apung Matriks Partikel Batu apung Matriks

(37)

29

Gambar 5.3 Foto SEM Penampang Patahan komposit setelah uji impact Partikel Batu apung Matriks Partikel Batu apung Matriks

(38)

30

5.3 Data Spesifikasi Spesimen Uji Lentur

Setelah spesimen uji selesai dipotong, maka langkah selanjutnya adalah pengukuran dimensi awal spesimen uji dan pengambilan data uji serta dilanjutkan perhitungan kekuatan lenturnya dengan hasil sebagai berikut ( Tabel 5.3 ).

Tabel 5.3 Kekuatan Lentur Komposit

Komposit dengan fraksi berat 40% dan besar partikel 3mm No p (mm) l (mm) t (mm) σf (MPa) 1 100.0 10.3 11.5 75.58 2 100.3 10.3 10.2 78.86 3 100.4 10.9 10.7 77.15 4 100.5 10.2 10.4 76.51 5 100.7 9.8 10.3 76.05 Rata-rata 76.83

Komposit dengan fraksi berat 40% dan besar partikel 5mm No p (mm) l (mm) t (mm) σf (MPa) 1 99.8 11.6 10.2 76.58 2 100 11.2 10.1 77.86 3 99.7 9.9 11.1 78.15 4 99.6 10 10.1 77.51 5 100 10.7 10.8 78.05 Rata-rata 77.63

(39)

31

Komposit dengan fraksi berat 60% dan besar partikel 3mm No p (mm) l (mm) t (mm) σf (MPa) 1 100.25 10.1 11.4 79.14 2 100.5 10.2 11.6 79.89 3 90.6 10.4 10.7 78.7 4 100.1 12 11.9 78.25 5 101.2 11.2 12 78.1 Rata-rata 78.816

(40)

32

Komposit dengan fraksi berat 80% dan besar partikel 3mm No p (mm) l (mm) t (mm) σf (MPa) 1 100.3 11 11.4 76.68 2 100.2 10.8 11.2 76.87 3 100.05 11.7 11.4 77.16 4 90.4 12.2 11.3 76.55 5 100 10.8 11.8 77.07 Rata-rata 76.866

Komposit dengan fraksi berat 80% dan besar partikel 10mm No p (mm) l (mm) t (mm) σf (MPa) 1 100.6 11.8 11.2 77.55 2 100.6 12.2 11.6 78.8 3 100.7 11.6 12.1 77.46 4 98 11.4 12.1 76.52 5 100.6 12.2 11.5 77.68 Rata-rata 77.602

Tabel 5.4 rekapitulasi Kekuatan Lentur Komposit Ukuran

partikel Fraksi Berat

40% 60% 80% 3mm 76.83 78.816 76.866 5mm 77.63 79.218 76.532 10mm _78.086 _78.33 _77.602

(41)

33

Berdasarkan data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kekuatan lentur dengan variasi besar partikel dan fraksi berat.

Gambar 5.4 Grafik hubungan ukuran patikel dan fraksi berat terhadap Kekuatan lentur.

Gambar 5.4. menunjukkan bahwa kekuatan lentur komposit dengan variasi fraksi berat dan ukuran partikel sangat variatif atau tidak bisa dilihat kecendrungan secara umum. Namun bisa dilihat bahwa komposit dengan fraksi berat 60% yang memiliki kekuatan lentur yang paling baik. Sedangkan yang tertinggi dari keseluruhan data adalah komposit berukuran partikel 5mm. Hal ini membuktikan bahwa komposit dengan fraksi berat batu apung 60% memiliki nilai kekuatan lentur optimum yang artinya bahwa batu apung memang benar berfungsi sebagai penguat pada komposit ini. Kekuatan lentur menurun pada komposit dengan fraksi berat 80% karena dengan meningkatnya fraksi berat batu apung berarti terjadi penurunan fraksi berat polimernya, hal ini mengakibatkan berkurangnya ikatan antara polimer dan batu apungnya.

5.4 Hasil Pengujian Koefisien Penyerapan Suara

Berikut adalah data hasil pengujian dari spesimen uji yang didapatkan dengan spesimen bahan uji diameter besar 100 mm untuk input f 400 – 1500 Hz. Dengan perbandingan hasil penyerapan suara berbahan foam pada frekuensi 4000Hz tertinggi yaitu 0,85. (Wu jiejun, dkk, 2001). Koefisien absorpsi bunyi didefenisikan perbandingan antara energi bunyi yang diserap dengan energi bunyi yang datang pada permukaan material

(42)

34

(Mediastika, 2005). Besarnya kemampuan suatu material dalam menyerap bunyi digunakan parameter koefisien absorpsi bunyi (α).

Tabel 5.5 Nilai inputan awal pada frekuensi 1500 Hz

14 5 6 1

%&%$* %&%$( %&%-% %&%$* %&%$+ %&%$%

%&%$' %&%$% %&%$+ %&% %. %&%$, %&%$'

%&%++ %&%$) %&%-- %&%+$ %&%+% %&

%$- 4 1

%&%$' %&%$% %&%+, %&%+% %&%-% %&%++

%&%$. %&%$' %&% (' %&%+* %&%+( %&%+%

%&%$) %&%$$ %&%+* %&%$. %&%$. %&%$(

1 1

%&%)% %&% (' %&%+) %&%+% %&%+- %&%$*

%&%+' %&%+% %&%+. %&%+$ %&%+* %&

%+-

%&% (. %&% (+ %&%+( %&%$* %&%-( %&%+*

Tabel 5.6 Perhitungan Koefisien Penyerapan Suara (α)

14 5 6 1

%&+ ' ,. %&( % %% %&+% %%

%&- - -- %&($ ). %&+ $%'

%&+()+ %&- )%% %&- + ,$ / 0

%&+ . ,. %&- , ++ %&+()'

4 1

%&- - -- %&- + $. %&+ .($

%&$ $ .) %&- * *, %&$ '

)-

%&+ ,%- %&( % %% %&$ , $' / 0

%&+(.$ %&- .%+ %&+

%.- 1 1

%&+ '%% %&+ '%. %&+% %%

%&+% %% %&+ + $$ %&$ . $.

%&$%.$ %&+('* %&$ )(+ / 0

(43)

35

Tabel 5.7 Uji Penyerapan Suara Komposit

5 6 1 1 14 %&%-$ %&%' )

%&% (%%(- %&%*+) + - %&%,%(.) %& + .,.+)

4

%&%'. %&%.(

%&%'* , ) %&%)$- + $ %&%, $, *- %& +(.$%$

1

%&%)( %&%, *

%& $ +)$*' %&%'+)%. %&%' +. +, %& $ *'.$(

5

%&% %, %&%,%

%&%'%$). %&%*., $( %&%, )' +, %& - ,++++

4

%&% (- %&%*(

%&%*.,$( %&%)-.% ( %&%)($ ., %& - .%+%,

1

%&%-* %&%. +

%&%,.(%. %&%))$ - * %&%. +* +) %& + -,$*(

6

%&%$, %&$ $ $

%& $ $'+() %&%.$+(* %&%. ,* )- %& +%-%,'

4

%&%-( %&$%'

%& $ -*.,$ %&%)-.% ( %&%)() '- %& $ )+,$,

1

%&%'$ %&%.

-%& $('+-- %&%()* + ' %&$% (' *, %& $ ,(('+

Dari data tabel di atas dimasukkan kedalam grafik dimana masing – masing besar partikel dan fraksi berat memiliki nilai penyerapan suara yang diplot ke dalam grafik berikut ini.

(44)

(45)

(46)

38

Gambar 5.5 Hubungan besar partikel dan fraksi berat terhadap koefisien serapan

suara pada frekuensi 400 Hz sampai dengan 1500 Hz

5.4 Pembahasan Hasil Pengujian Koefisien Penyerapan Suara

Hasil perhitungan pengujian koefisien penyerapan suara dengan frekuensi input 400 Hz hingga 1500 Hz ditunjukkan seperti Tabel 5.7 dan Gambar 5.5. Keseluruhan data hasil ujinya memiliki angka koefisien serapan suara yang bervariasi. Secara umum koefisien penyerapan suara komposit batuapung meningkat secara landai dari frekuensi 400 Hz hingga 800 Hz kemudian menurun pada frekuensi 1000 Hz dan 1200 Hz dan kemudian meningkat tajam pada frekuensi input 1500 Hz. Untuk frekuensi 1500 Hz pada komposit dengan besar partikel 3 mm diperoleh nilai tertinggi penyerapan suaranya terdapat pada fraksi berat partikel 60% yaitu 0,39, dan terkecil pada fraksi berat 80% yaitu 0,20. Untuk komposit dengan besar partikel 5 mm diperoleh nilai tertinggi penyerapan suaranya terdapat pada fraksi berat partikel 60% yaitu 0,37, dan terkecil pada fraksi berat 80% yaitu 0,16. Sedangkan komposit dengan besar partikel 10 mm diperoleh nilai tertinggi penyerapan suaranya terdapat pada fraksi berat partikel 60% yaitu 0,24, dan terkecil pada fraksi berat 40% yaitu 0,19. Jadi dapat disimpulkan bahwa komposit yang memiliki fraksi berat partikel batuapung 60% dan besar ukuran partikel 3 mm yang memiliki koefisien penyerapan suara terbaik untuk frekuensi input 1500 Hz. Hal ini disebabkan karena permukaan specimen lebih rata sehingga luas permukaan yang dapat menyerap suara lebih besar dibandingkan dengan ukuran partikel yang lebih besar. Karena ketebalan specimen hanya 10mm dan diameter partikel terbesar juga 10 mm sehingga ada celah-celah diantara

(47)

39

partikel tersebut yang mana celah tersebut permukaannya adalah pengikatnya (polyester) yang tidak dapat menyerap suara seperti ditunjukkan pada Gambar 5.6 dan 5.7. Sedangkan pada komposit dengan fraksi berat partikel 40% terjadi penutupan pori-pori batuapung oleh pengikatnya karena persentase pengikat lebih banyak dari batuapungnya sehingga bunyi lebih banyak dipantulkan dari pada diserap. Untuk fraksi berat 80% terlalu banyak partikel sehingga tidak seluruh partikel dapat terikat oleh polyester sehingga permukaan specimen tidak rata dan ada bagian polyester yang tampak juga sehingga terjadi pemantulan bunyi. Jadi pada frekuensi 1500Hz komposit yang diuji mampu menyerap suara dengan baik α > 0,15 sesuai dengan ISO 11654 (Ainie Khuriati,dkk, 2006), sedangkan untuk frekuensi rendah komposit yang diuji tidak menyerap suara dengan baik sehingga perlu dilakukan pengujia dengan frekuensi di atas 1500 Hz.

Gambar 5.6 Spesimen penyerapan suara dengan fraksi berat 60%

Matrik terlihat Permukaan rata

Permukaan tidak rata

Ukuran partikel 3mm Ukuran partikel 5mm

(48)

40

Gambar 5.7 Spesimen penyerapan suara dengan fraksi berat bervariasi dan ukuran partikel 10 mm

(49)

41

BAB VI

RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA

Pada penelitian tahun pertama telah diperoleh nilai karakteristik optimum komposit dengan persentase fraksi berat partikel 40%, 60% dan 80% dan ukuran partikel 3mm, 5mm, dan 10mm. Kekuatan impact optimum dari penelitian ini diperoleh pada ukuran partikel 3mm dengan variasi fraksi berat komposit 80% dan kekuatan lentur optimum dimiliki oleh komposit dengan fraksi berat batu apung 60% dengan ukuran partikel 5mm. Sedangkan Pengujian koefisien penyerapan suara dengan frekuensi input 400 Hz, 600Hz, 800Hz, 1000Hz, 1200Hz dan 1500 Hz, Secara umum diperoleh koefisien penyerapan suara komposit batuapung meningkat secara landai dari frekuensi 400 Hz hingga 800 Hz kemudian menurun pada frekuensi 1000 Hz dan 1200 Hz dan kemudian meningkat tajam pada frekuensi input 1500 Hz. Untuk frekuensi 1500 Hz pada komposit dengan besar partikel 3 mm dengan fraksi berat partikel 60% diperoleh nilai tertinggi penyerapan suaranya yaitu 0,39. Jadi pada frekuensi 1500Hz komposit yang diuji mampu menyerap suara dengan baik α > 0,15 sesuai dengan ISO 11654.

Kegiatan yang akan dilakukan pada tahun kedua adalah komposit akan dibuat seukuran panel riil yang diaplikasikan pada ruang uji untuk mengetahui koefisien penyerapan suara riilnya. Disamping itu pula diuji ketangguhan dan kelenturan panel akustik tersebut. Bahan penelitian adalah partikel batu apung berukuran 3mm, 5mm dan 10mm dengan fraksi berat 60% dan pengikat adalah poliester. Material komposit panel ini akan dicetak dengan metode hand lay-up. Kemudian dilanjutkan dengan pengujian-pengujian seperti telah disebutkan di atas (seperti diagram alir di bawah ini). Hasil pengolahan data pengujian akan ditampilkan secara grafis dan ikatan antara batu apung dan polimer akan dilihat dengan foto SEM (Scanning Electron Microscope) dan selanjutnya dilakukan analisis secara komprehensif.

(50)

42

Gambar 6.1 Diagram Alir Penelitian tahun II START

Persiapan Alat dan Bahan

Pembuatan Alat Cetak Panel Komposit riil Perlakuan Batu Apung Dengan NaOH Selama 2 Jam

Pembuatan Komposit Batu Apung masing-masing dengan besar batu 3mm, 5mm dan 10mm

Fraksi berat 60%

Post Curing (650 C selama 2 jam)

Tidak Cek kedataran

Spesimen

Ya Spesimen dengan ukuran riil

Specimen uji serapan suara, Impact dan lentur

Uji serapan suara Uji lentur

Analisa Data

Output penelitian: Panel akustik komposit batu apung

Kesimpulan

(51)

43

BAB VII KESIMPULAN

Dari Hasil Penelitian ini dapat disimpulkan bahwa:

1. Kekuatan impact tertinggi dari masing-masing fraksi berat dan ukuran partikel terjadi pada komposit dengan ukuran besar partikel batu apung 3mm dengan fraksi berat 40% yaitu 1.94 kNm/m2,ukuran besar partikel batu apung 3mm denganfraksi berat 60% yaitu 3.17 kNm/m2, ukuran besar partikel batu apung 3mm dengan fraksi berat 80% yaitu 3.36 kNm/m2. Jadi Kekuatan impact tertenggi dari keseluruhan variasi ukuran partikel dengan variasi fraksi berat komposit tersebut terjadi pada komposit yang berpartikel 3mm dengan fraksi berat 80%.

2. Kekuatan lentur komposit meningkat dari fraksi berat batu apung 40% ke 60% namun menurun pada 80%. Sedangkan kekuatan lentur tertinggi dimiliki oleh komposit dengan fraksi berat batu apung 60% dengan ukuran partikel 5mm yaitu sebesar 79.218 MPa.

3. Pengujian koefisien penyerapan suara dengan frekuensi input 400 Hz, 600Hz, 800Hz, 1000Hz, 1200Hz dan 1500 Hz, Secara umum diperoleh koefisien penyerapan suara komposit batuapung meningkat secara landai dari frekuensi 400 Hz hingga 800 Hz kemudian menurun pada frekuensi 1000 Hz dan 1200 Hz dan kemudian meningkat tajam pada frekuensi input 1500 Hz. Untuk frekuensi 1500 Hz pada komposit dengan besar partikel 3 mm dengan fraksi berat partikel 60% diperoleh nilai tertinggi penyerapan suaranya yaitu 0,39. Jadi pada frekuensi 1500Hz komposit yang diuji mampu menyerap suara dengan baik α > 0,15 sesuai dengan ISO 11654.

(52)

44

DAFTAR PUSTAKA

Udayana. Ainie Khuriati, Eko Komaruddin,Muhammad Nur, Disain Peredam Suara Berbahan Dasar Sabut Kelapa dan Pengukuran Koefisien Penyerapan Bunyinya, (Berkala Fisika ISSN : 1410 – 9662 Vol.9, No.1, Januari 2006, hal 43-53

Lee, Y and Changwhan Joo.Sound Absorption Properties of Recycled Polyester Fibrous AssemblyAbsorbers ( AUTEX ResearchJournal, Vol. 3, No2, June 2003.

Mediastika. 2005. Akustik Bangunan. Jakarta: Erlangga.

Melisa Balkcom, Bruce Welt, Kenneth Berger, Notes from the Packaging Laboratory: Polylactic Acid -- An Exciting New Packaging Material, University of Florida, First published December 2002.

Pothan, Laly A., Sabu Thomas, G. Groeninckx., “The role of fibre/matrix interactions on the dynamic mechanical properties of chemically modified banana fibre/polyester composites”, Composites Part A : Applied science and manufacturing, Scincedirect.com, (2005).

Venderbosch, R.W. ”, T. Peijst, H. E. H. Meijer and P. L. Lemstra, “Fibre-reinforced composites with tailored interphases using PPE/epoxy blends as matrix system”, Composites Part A 27A (1996) W-905 Copyright (0 1996 Elsevier Science Limited Printed in Great Britain. All rights reserved 1359-835X/96/%1 5.00

Anonim, 1997, Data Penambangan Batu Apung, Badan Pertambangan Bali . Budisuari, www.halamansatu.net 2007 halaman 2-3

C. A. S. HILL,1 H. P. S. ABDUL KHALIL2,. Effect of Fiber Treatments on Mechanical Properties of Coir or Oil Palm Fiber Reinforced Polyester Composites

Dakai Chen a, Jing Li a, Jie Ren a,b,*, Study on sound absorption property of ramie fiber reinforced poly(L-lactic acid) composites: Morphology and properties. Institute of Nano- and Bio-Polymeric Materials, School of Material Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, PR China

Farina, Study on sound absorption property of ramie fiber reinforced poly (L-lactic acid) composites: Morphology and properties, Universitas di Parma dan Fausti, Universita di Ferara.

Gibson, Ronald, (1994), Principles Of Composite Material Mechanics. New York: Mc Graw Hill,Inc.

M.J. Swift a,*, P. BrisÏ b, K.V. Horoshenkova,. Acoustic absorption in re-cycled rubber granulate.

(53)

45

Taurista, A.Y., Riani, A.O., Putra, K.H., 2003. Komposit Laminat Bambu Serat Moven Sebagai Bahan Alternatif Pengganti Fiber Glass Pada KUlit Kapal. Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya

Tripriyo. 2010. Beton Agregat Ringan Dengan Substitusi Parsial Batu Apung Sebagai Agregat Kasar

Wu Jiejun*, Li Chenggong, Wang Dianbin, Gui Manchang, Damping and sound absorption properties of particle reinforced Al matrix composite foams. Beijing Institute of Aeronautical Materials

Wisnu W. (2010), Pengaruh variasi Polume Serat dan Panjang Serat Terhadap Koefisien AAbsorpsi Suara Pada Komposit Polyester Tapis Kelapa Dengan Metode Produksi Press Hand Lay Up, Skripsi Teknik Mesin Universitas

(54)

46

LAMPIRAN I INSTRUMEN

Alat Cetak Spesimen Uji impact dan Penyerapan Suara

Alat ukur

Timbangan Digital Gelas Ukur dan Beker

(55)

47 Alat Pengering

Alat Keselamatan

Oven

Sarung Tangan Karet Masker

Alat Bantu

Gergaji Gunting Amplas

Pisau Pengaduk Kuas Selotip Kapi

(56)

48 Alat Pembersih Lap _Tinner Bahan Proposal Skripsi FT. Mesin

Tumbukan Batu Apung

Resin, Gliseryne, Catalis, Batu Apung

(57)

49

Besar Batu 10 mm Batu Apung yang Sudah Di Tumbuk

PROSES PRETREATMANT

Pembersihan Batu Apung

Pengeringan Batu Apung Perendaman Dengan Aquades

(58)

50

Foto Proses Postcuring Komposit Menggunakan Media Oven

(59)

51

(60)

52

Spesimen untuk uji impact sebelum dipotong

Bentuk patahan spesimen

(61)

53

LAMPIRAN II BIODATA PENELITI

DAFTAR RIWAYAT HIDUP KETUA PENELITI

1. Nama : Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,PhD 2. NIP. : 19640917 198903 1 002

3. Jabatan : Dekan FT Unud periode 2015-2019 4. Fakultas : Teknik Universitas Udayana 5. Jurusan : Teknik Mesin

6. Laboratorium : Metalurgi dan Material

7. Tempat /Tgl lahir : Klungkung, 17 September 1964.

8. Agama : Hindu

9. Pangkat,Gol : Pembina Utama Madya, IV/d. 10. Jabatan fungsional : Profesor, TMT 1 Mei 2014

11. Alamat Kantor : Dekanat FT. Unud, Kampus Jimbaran, Badung, Bali. Telp. 0361-703020, 701806

12. Alamat Rumah : Jl. Gunung Mas A5 Gatsu Barat Denpasar Bali 80117, HP.081999199664

13. Email : [email protected]

[email protected]

A. RIWAYAT PENDIDIKAN

No Nama Sekolah Tahun

Lulus

Jenjang

1 Teknik Mesin Univ. Brawijaya Malang 1988 Sarjana 2 Magister Teknik Mesin ITS Surabaya 1997 Magister 3

Mechanical Design Engineering,

Chonbuk National University, Jeonju, Korea Selatan

2011 Doktor

B. PENDIDIKAN TAMBAHAN

No Jenis Pendidikan Tempat Tahun

1 Latihan Prajabatan Tingkat III Unud 1990

2 Short Course of metal casting India 1992

3 Teaching Improvement Workshop, ITB

Bandung 1999

4 Pelatihan Petunjuk Pelaksanaan Jabatan

Fungsional, Unud 2001

5 Penulisan artikel ilmiah, Unud 2002

6 Sosialisasi Juklak KEPRES No.20/2003,

DEPKEU Kuta 2003

7 Training of polymer composite Korea

Selatan 2005

8 Workshop Penyusunan SOP beban kerja staf Unud 2006

9 Penulisan artikel ilmiah Unud 2007

10 Workshop penyusunan silabus dan SAP Unud 2008

11 Workshop Program pengembangan Lab. Unud 2008

12 The Leadership Workshop Korea

Selatan 2010

(62)

54 (AMAI)

14 Pelatihan Training of Trainer Dosen

Kewirausahaan Unud 2013

15 Pelatihan Kepemimpinan Manajemen

Mahasiswa Unud 2013

16 Pelatihan Training of Trainer Reviewer

Penelitian LPPM-Unud Unud 2014

17 Pelatihan calon Asesor BAN PT BAN PT 25-29 Nov

2014

C. MATA KULIAH YANG PERNAH DIAMPU 3 TH TERAKHIR No

Mata Kuliah Program Pendidikan

Institusi/Jurusan/Program Studi

Sem/Tahun Akademik 1 Sistem Manufaktur Sarjana (S1) Teknik Mesin Unud 2011 s/d skr 2 Polimer dan komposit Sarjana (S1) Teknik Mesin Unud 2011 s/d skr 3 Pemilihan Bahan Dan

Proses

Sarjana (S1) Teknik Mesin Unud 2014 4 Mekanika Kekuatan

Material

Sarjana (S1) Teknik Mesin Unud 2014 5 Optimasi

Perancangan dan Proses

Pasca Sarjana (S2)

Teknik Mesin Unud Ganjil 2011/2012 6 Metrologi Industri dan Pengendalian kwalitas Pasca Sarjana (S2)

Teknik Mesin Unud 2012-2013

7 Metalurgi proses Manufaktur

Pasca Sarjana (S2)

Teknik Mesin Unud Ganjil 2013/2014 8 Filsafat Ilmu Pasca

Sarjana (S2)

Teknik Mesin Unud Genap 2014/2015 9 Filsafat Ilmu Pasca

Sarjana (S2)

Teknik Mesin Unud Ganjil 2015/2016 10 Metodologi Penelitian Pasca

Sarjana (S3)

Ilmu Teknik Unud Ganjil 2015/2016

D. PENGALAMAN PENELITIAN DALAM 3 TAHUN TERAKHIR (Bukan Skripsi,

Tesis, maupun Disertasi)

No Tahun Judul Penelitian Sumber Dana

1 2011

Characterization and Possibility of Coconut Filter Fibers as Reinforcement for Polymers.

(Ketua)

Ministry of Knowledge Economy Republic of Korea,

2 2011

Effect of chemical treatment on the mechanical properties of paper mulberry fiber reinforced polylactic acid (PLA) composites (Ketua)

Ministry of education, Science technology and National Research foundation of Korea.

3 2012

Perlakuan kimia terhadap serat alam (Sisal) dan polimer untuk meningkatkan ketahanan api komposit polimer yang ramah

lingkungan. (Ketua)

(63)

55

4 2013

Pemanfaatan limbah plastik berpenguat serat alam sebagai material komposit untuk ubin lantai yang ringan dan ramah lingkungan

(Ketua)

Stranas DP2M Dikti

5 2013

Studi pemanfaatan limbah plastik

polyethylene terephthalate dan serat sabut kelapa untuk bahan interior yang ringan dan ramah lingkungan. (Anggota)

Desentralisasi DP2M Dikti

6 2013 Morphological analyses of TiO2 anodized

on titanium alloy plate (Anggota)

Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi DP2M Dikti

7 2014

Pemanfaatan limbah plastik berpenguat serat alam sebagai material komposit untuk ubin lantai yang ringan dan ramah lingkungan (Tahun ke-2) (Ketua)

Stranas DP2M Dikti

8 2014

Studi pemanfaatan limbah plastik

polyethylene terephthalate dan serat sabut kelapa untuk bahan interior yang ringan dan ramah lingkungan.

(Tahun ke-2) (Anggota)

Desentralisasi DP2M Dikti

9 2015

Panel Akustik Ramah Lingkungan Berbahan Dasar Limbah Batu Apung Dengan Pengikat Poliester

(Tahun I) (Ketua)

Hibah Bersaing Dikti

E. PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL DALAM 3 TAHUN TERAKHIR

No Judul Artikel Ilmiah Volume/

Nomor/Tahun

Nama Jurnal

1

Ngakan Putu Gede Suardana, Min Seuck Ku,

Jae Kyoo Lim, Effects of diammonium phosphate on the flammability and mechanical properties of bio-composites. Vol. 32 (2011) 1990–1999. Elsevier, Materials and Design 2

N.P.G. Suardana, Yingjun Piao, Jae Kyoo

Lim,Mechanical properties of hemp fibers and hemp/PP composites: effects of chemical surface treatment. Vol. 11 (2011) 1-8. Materials Physics and Mechanics 3

N.P.G. Suardana, Ali Abdalla, Yoon Ho-Chel,

Jianguo Cui, Do Yeon Jung, Jae Kyoo Lim, Characterization and Possibility of Coconut Filter Fibers as Reinforcement for Polymers.

Vols. 217-218 (2011) 1202-1207. Advanced Material Research, 4

NPG. Suardana, IP.Lokantara, Jae Kyoo Lim,

Influence of water absorption on mechanical properties of coconut coir fiber/poly lactic acid

Vol. 12. (2011) 113-125 Materials Physics and Mechanics 5

Lokantara, NPG Suardana, Gatot K,

Studi perlakuan panjang serat dan fraksi volume serat terhadap sifat akustik komposit tapis kelapa /polyester sebagai alternatif pengganti bungbung bamboo gamelan Bali ISBN 978-602-9042-58-0 The Excellence Research Universitas Udayana 2011.