serat eceng gondok sebagai filler … serat eceng gondok sebagai filler komposit peredam suara...

i

SERAT ECENG GONDOK SEBAGAI FILLER

KOMPOSIT PEREDAM SUARA

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 bidang Teknik Mesin

Disusun oleh :

PAULINA DWI NAWANTI

NIM : 155214076

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

“ECENG GONDOK” FIBER AS FILLER OF SOUND

ABSORBER COMPOSITE

As Partical Fulfillment of the Requirement

To Obtained The Sarjana Teknik degree In Mechanical Engineering

By :

PAULINA DWI NAWANTI

Student Number : 155214076

MECHANICAL ENGINGEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINGEERING DEPARTMENT OF

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY OF

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2018


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan teruntuk :

Tuhan Yesus Sang Juru Selamat atas tuntunan-Nya hingga

saat ini saya dapat memberikan karya sederhana.

Keluargaku tercinta,

Papaku Gregorius Suwahab

Mamaku Maria Theresia Suharmini

Kakakku Aditya Nugrahanto

Yang terkasih Yohanes Febrian Anang Riswanto


viii

INTISARI

Keberadaan mesin di bidang industri seringkali memberikan efek

kebisingan suara. Untuk keperluan pengurangan kebisingan tersebut, dibutuhkan

material peredam bunyi. Material redaman bunyi yang digunakan bisa berasal dari

serat sintetis maupun serat alam. Dengan memanfaatkan teknologi komposit dan

perlakuan khusus, batang eceng gondok dimanfaatkan sebagai komposit yang

berperforma meredam bunyi.

Penelitian ini telah dilakukan dalam penggunaan filler eceng gondok dengan

menggunakan variasi fraksi volume filler sebesar 20%, 25%, dan 30%. Pada

penelitian ini, telah dilakukan beberapa pengujian seperti uji redaman bunyi dan uji

tarik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan redaman bunyi dari

komposit serat eceng gondok serta mengetahui persentase fraksi volume filler

terhadap kemampuan redaman dari komposit dengan serat eceng gondok. Selain

itu, pengujian ini juga bertujuan untuk mengetahui nilai tegangan, regangan,

modulus elastisitas maksimal dari komposit serat eceng gondok sebagai material

peredam bunyi dan untuk menentukan variasi fraksi volume filler terbaik dari

komposit berpenguat eceng gondok sebagai material peredam bunyi.

Hasil yang didapat dari penelitian yaitu penambahan serat eceng gondok

pada resin polyester dapat meningkatkan kemampuan redaman bunyinya jika

dibandingkan dengan bahan resin. Kemampuan meredam terbaik terdapat pada

komposit berpenguat eceng gondok 25% dengan nilai Noice Absorption Coefficient

(NAC) = 0,384 pada frekuensi 100 Hz, sesuai standar ISO 11654:1997. Nilai

kekuatan tarik dan regangan terbesar terdapat pada komposit berpenguat eceng

gondok 25% dengan nilai 9,75 MPa dan 0,01053. Modulus elastisitas terbesar

terdapat pada spesimen berpenguat eceng gondok 20% dengan nilai 3,90 GPa. Pada

pengujian ini, bahan komposit yang ideal digunakan sebagai material peredam

bunyi adalah komposit dengan serat eceng gondok sebesar 25%.

Kata kunci : eceng gondok, uji redaman, uji tarik, resin polyester, komposit,

koefisien penyerapan bunyi.


ix

ABSTRACT

The engines in the industrial sector often has the effect of sound noise.

For the purpose of noise reduction, a sound absorbing material is needed. Sound

absorbent materials used can come from synthetic fibers or natural fibers. By

utilizing composite technology and special treatment, the eichhornia crassipes stem

is used as a performing composite to reduce sound.

This research has been carried out in the use of eichhornia crassipes fillers

by using variations in the filler volume fraction of 20%, 25%, and 30%. In this

study, several tests have been carried out such as Sound Absorption Test and

Tensile Test. This study aims to determine the sound absorbing ability of eichhornia

crassipes fiber composites and determine the percentage of filler volume fraction

against the damping ability of composites with water eichhornia crassipes. In

addition, this test also aims to determine the value of stress, strain, maximum elastic

modulus of eichhornia crassipes fiber composites as sound absorbing material and

to determine the best variation of volume filler fraction from eichhornia crassipes

reinforced composites as a sound absorbing material.

The results obtained from the study are the addition of eichhornia

crassipes fibers to polyester resin can improve the sound reduction ability when

compared with resin materials. The best muffling ability is found in 25% eichhornia

crassipes reinforced composites with a value Noice Absorption Coefficient

(NAC)=0.384 at a frequency of 100 Hz, according to ISO 11654: 1997 standards.

The greatest value of tensile and strain strength is found in 25% reinforced

eichhornia crassipes composites with a value of 9.75 MPa and 0.01053 MPa. The

greatest modulus of elasticity is found in 20% eichhornia crassipes reinforced

specimens with a value of 3.90 GPa. In this test, the ideal composite material used

as a sound absorbing material is a composite with 25% eichhornia crassipes fiber.

Keywords: eichhornia crassipes, sound absorption test, tensile test, polyester resin,

composite, sound absorption coefficient.


x

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena

atas berkat dan perlindunganya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik

dan tepat waktu. Skripsi ini merupakan syarat yang harus diselesaikan untuk

mendapatkan gelar S1 Sarjana Teknik Mesin di Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

Penulis sangat menyadari bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini banyak

pihak yang senanantiasa memberikan bimbingan, masukan, nasihat serta motivasi

sehingga dalam penyusunan skripsi ini dapat berjalan dengan lancar dan baik. Pada

kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

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

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisus Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing skripsi yang

senantiasa memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis.

4. Doddy Purwadianto S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

5. Damar Widjaja, M.T., Ph.D., dan Martanto, M,T.,selaku Laboratorium

Rangkaian Listrik dan Kepala Laboratorium Tugas Akhir Teknik

Elektro Universitas Sanata Dharma beserta staf laboran yang bertugas

yang telah mengijinkan penulis mengambil data.

6. Gregorius Suwahab dan Maria Theresia Suharmini selaku orang tua

penulis yang telah memberi motivasi, doa, semangat serta dukungan

selama perkuliahan dan penyusunan skripsi.

7. Aditya Nugrahanto selaku kakak penulis yang telah memberikan

motivasi selama perkuliahan dan penyusunan skripsi.

8. Yohanes Febrian Anang Riswanto yang telah membantu dan

memberikan doa serta dukungan untuk penulis.


http://exelsa2012.usd.ac.id/user/view.php?id=7250&course=1

xi

9. Seluruh staf dan Dosen pengajar di Program Studi Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma yang telah mendidik, mendampingi dan

membimbing penulis dari awal perkulihaan hingga dapat menyelesaikan

skripsi dengan baik.

10. Seluruh Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2015 yang senantiasa

mendampingi penulis dari awal masuk kuliah hingga dapat

menyelesaikan penyusunan skripsi tepat waktu.

11. Semua pihak terlibat dan ikut serta membantu dalam menyelesaikan

skripsi yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Dalam penyusunan skripsi ini penulis menyadari masih banyak kekurangan-

keurangan yang harus diperbaiki, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan

adanya kritik dan saran yang membangun agar dapat menyempurnakan untuk

penelitian selanjutnya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun

pembaca.

Yogyakarta, 17 Desember 2018

Penulis


xii

DAFTAR ISI

INTISARI ............................................................................................................. viii

ABSTRACT ............................................................................................................. ix

KATA PENGANTAR ............................................................................................ x

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xii

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

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xvi

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

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

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.3 Tujuan ....................................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.5 Manfaat ..................................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 4

BAB 2 DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ...................................... 5

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

2.1.1 Komposit ........................................................................................... 5

2.1.2 Polimer ............................................................................................ 16

2.1.3 Mekanika Komposit ........................................................................ 18

2.1.4 Fraksi Volume Komposit ................................................................ 20

2.1.5 Bahan-bahan Pembentuk Komposit ................................................ 21

2.1.6 Eceng Gondok ( Eichornia Crassipes) ........................................... 21

2.1.7 Uji Tarik .......................................................................................... 25

2.1.8 Kerusakan Pada Komposit .............................................................. 28

2.1.9 Suara ................................................................................................ 31

2.2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 35

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ............................................................. 37

3.1 Skema Penelitian .................................................................................... 37

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

3.2.1 Alat-alat yang digunakan ................................................................ 38

3.2.2 Bahan-bahan yang digunakan ......................................................... 44


xiii

3.2.3 Alat Pendukung penelitian .............................................................. 46

3.2.4 Peredaman serat dengan NaOH ...................................................... 50

3.2.5 Perhitungan Komposisi Komposit .................................................. 50

3.2.6 Pembuatan Benda Uji ...................................................................... 52

3.2.7 Proses Pembuatan Alat Uji Peredam Suara .................................... 53

3.2.8 Dimensi Benda Uji .......................................................................... 54

3.2.9 Proses Pengujian ............................................................................. 55

BAB 4 DATA DAN PEMBAHASAN ............................................................... 57

4.1 Hasil Pengujian ....................................................................................... 57

4.2 Pengujian Peredam Suara ....................................................................... 57

4.2.1 Hasil Pengujian Redaman Bunyi .................................................... 58

4.2.2 Pembahasan Pengujian Redaman Bunyi ......................................... 65

4.3 Pengujian Tarik ...................................................................................... 66

4.3.1 Hasil Pengujian Tarik ...................................................................... 67

4.3.2 Pembahasan Pengujian Tarik .......................................................... 78

BAB 5 PENUTUP .............................................................................................. 83

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 83

5.2 Saran ....................................................................................................... 84

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 85

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


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mekanika Komposit ........................................................................................ 5

Gambar 2.2 Klasifikasi Komposit Berdasarkan Penguat .................................................... 6

Gambar 2.3 Komposit Partikel............................................................................................ 7

Gambar 2.4 Komposit Serat dengan Orientasi Continuous ................................................ 8

Gambar 2.5 Komposit Berlapis ........................................................................................... 8

Gambar 2.6 Penyusunan Serat Komposit ......................................................................... 12

Gambar 2.7 Aligned discontinuous fiber .......................................................................... 12

Gambar 2.8 Off-axis aligned discontinuous fiber ............................................................. 13

Gambar 2.9 Randomly oriented discontinuous fiber ........................................................ 13

Gambar 2.10 Metode Hand Lay Up .................................................................................. 14

Gambar 2.11 Metode Spray Up ........................................................................................ 14

Gambar 2.12 Metode Filament Winding .......................................................................... 15

Gambar 2.13 Metode Injection and Compression Molding .............................................. 16

Gambar 2.14 Metode Sheet Molding Compound ............................................................. 16

Gambar 2.15 Mikromekanik dan Makromekanik Pada Komposit ................................... 19

Gambar 2.16 Tanaman Eceng gondok yang memenuhi perariran .................................... 22

Gambar 2.17 Pengujian Tarik ........................................................................................... 25

Gambar 2.18 Bentuk dan dimensi spesimen uji ASTM D 638-02 ................................... 26

Gambar 2.19 Kurva Tegangan-Regangan ......................................................................... 27

Gambar 2.20 Kerusakan Pada Komposit Akibat Beban Tarik Longitudinal .................... 29

Gambar 2.21 Kerusakan Komposit Akibat Beban Transversal ........................................ 30

Gambar 2.22 Kotak uji peredam suara dari pandangan atas ............................................. 33

Gambar 2.23 Kotak uji peredam suara .............................................................................. 33

Gambar 2.24 Skema sistem kerja uji redaman .................................................................. 33

Gambar 2.25 Standar kelas koefisien absorb .................................................................... 34

Gambar 3.1 Skema alur penelitian .................................................................................... 37

Gambar 3.2 Cetakan kaca 30 cm x 30 cm x 0.5 cm .......................................................... 38

Gambar 3.3 Timbangan digital ......................................................................................... 39

Gambar 3.4 Gelas ukur ..................................................................................................... 39

Gambar 3.5 Kuas .............................................................................................................. 40

Gambar 3.6 Pipet .............................................................................................................. 40

Gambar 3.7 Gunting .......................................................................................................... 41

Gambar 3.8 Spatula ........................................................................................................... 41

Gambar 3.9 Jangka Sorong ............................................................................................... 42

Gambar 3.10 Sarung tangan .............................................................................................. 42

Gambar 3.11 Gerinda tangan ............................................................................................ 43

Gambar 3.12 thinner ......................................................................................................... 43

Gambar 3.13 Serat eceng gondok ..................................................................................... 44

Gambar 3.14 Resin polyester R-108 ................................................................................ 44

Gambar 3.15 Katalis MEPOXE ........................................................................................ 45

Gambar 3.16 Release agent (mirror glaze) ....................................................................... 46


xv

Gambar 3.17 Kristal NaOH .............................................................................................. 46

Gambar 3.18 Skema Alat Uji Peredam Bunyi .................................................................. 47

Gambar 3.19 Rangkaian Amplifier ................................................................................... 48

Gambar 3.20 Audio Frequency Generator (AFG) ............................................................ 48

Gambar 3.21 Multimeter ................................................................................................... 48

Gambar 3.22 Sound Level Meter ...................................................................................... 49

Gambar 3.23 Speaker ........................................................................................................ 49

Gambar 3.24 Alat Uji Tarik .............................................................................................. 50

Gambar 3.25 Uji ASTM D638-02 .................................................................................... 55

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Anatara NAC dengan Pertambahan Frekuensi ................. 64

Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara Intensitas Bunyi dengan Frekuensi ........................ 64

Gambar 4.3 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Resin Yukalac R-108 ...................................... 71

Gambar 4.4 Grafik Nilai Regangan Resin Yulakac R-108 ............................................... 71

Gambar 4.5 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Resin Yukalac R-108 ................................ 72

Gambar 4.6 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Komposit Eceng Gondok 20%........................ 72

Gambar 4.7 Grafik Nilai Regangan Komposit Eceng Gondok 20%................................. 73

Gambar 4.8 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Komposit Eceng Gondok 20% ................. 73

Gambar 4.9 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Komposit Eceng Gondok 25%........................ 74

Gambar 4.10 Grafik Nilai Regangan Komposit Eceng Gondok 25%............................... 74

Gambar 4.11 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Komposit Eceng Gondok 25% ............... 75

Gambar 4.12 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Komposit Eceng Gondok 30% ...................... 75

Gambar 4.13 Grafik Nilai Regangan Komposit Eceng Gondok 30%............................... 76

Gambar 4.14 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Komposit Eceng Gondok 30% ............... 76

Gambar 4.15 Grafik Nilai Tegangan Rata-Rata pada Resin Yukalac dan Komposit dengan

Filler Eceng Gondok .................................................................................. 77

Gambar 4.16 Grafik Nilai Regangan Rata-Rata pada Resin Yukalac dan Komposit

dengan Filler Eceng Gondok ..................................................................... 77

Gambar 4.17 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Rata-Rata pada Resin Yukalac dan

Komposit dengan Filler Eceng Gondok ..................................................... 78

Gambar 5.0.1 Spesimen Komposit Peredam Suara Berpenguat 20% Eceng Gondok ...... 86



Gambar 5.0.4 Spesimen Bahan Resin ............................................................................... 87

Gambar 5.0.5 Spesimen Komposit Berpenguat 20% ........................................................ 88



Gambar 5.0.8 Grafik Hasil Uji Tarik Untuk Bahan Resin ................................................ 88

Gambar 5. 0.9 Grafik Hasil Uji Tarik Komposit dengan Fraksi volume filler 20% ......... 88

Gambar 5. 0.10 Grafik Hasil Uji Tarik Komposit dengan Fraksi volume filler 25% ....... 88

Gambar 5. 0.11 Grafik Hasil Uji Tarik Komposit dengan Fraksi volume filler 30% ....... 88

Gambar 5. 0.12 Hasil Patahan Bahan Resin ..................................................................... 88

Gambar 5. 0.13 Hasil Patahan Spesimen Komposit filler 20% ........................................ 88




xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Dimensi spesimen sesuai ASTM D638-02 ....................................................... 26

Tabel 3.1 Karakteristik serat eceng gondok ...................................................................... 51

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Intensitas Bunyi Tanpa Sekat Komposit ................................ 58

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Intensitas Bunyi Pada Spesimen Komposit Tanpa Filler ....... 59

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Intensitas Bunyi pada Spesimen Komposit dengan Fraksi

Volume Filler 20% ............................................................................................ 60


Volume Filler 25% ............................................................................................ 61


Volume Filler 30% ............................................................................................ 62

Tabel 4.6 Nilai Noise Absorption Coefficient (NAC) pada Setiap Variasi Spesimen

Komposit ........................................................................................................... 63

Tabel 4.7 Dimensi Spesimen Bahan Resin Yukalac R-108 .............................................. 67

Tabel 4.8 Kekuatan Tarik dan Regangan Resin Yukalac R-108 ...................................... 67

Tabel 4.9 Modulus Elastisitas Resin Yukalac R-108 ........................................................ 67

Tabel 4.10 Dimensi Spesimen Komposit dengan Filler Eceng Gondok 20% .................. 68

Tabel 4.11 Kekuatan Tarik dan Regangan Komposit dengan Filler Eceng Gondok 20% 68

Tabel 4.12 Modulus Elastisitas Komposit dengan Filler Eceng Gondok 20% ................. 68








1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi yang semakin maju mendorong penggunaan mesin

yang makin masif. Keberadaan mesin di bidang Industri seringkali memberikan

efek kebisingan suara. Kebisingan merupakan salah satu masalah yang perlu

diperhatikan karena mengganggu kualitas hidup manusia. Disekitar kita dampak

kebisingan yang dirasakan langsung oleh manusia banyak terjadi pada mesin mobil.

Tak heran, mobil-mobil kini berlomba untuk menciptakan ruangan/kabin yang

senyap demi memberikan ketenangan kepada penumpangnya. Untuk keperluan

pengurangan kebisingan tersebut, kita membutuhkan material peredam bunyi.

Material penyerap bunyi yang digunakan bisa berasal dari serat sintetis maupun

serat alam.

Lee dalam Khuriati (2006) menyatakan bahwa jenis peredam bunyi yang

sudah ada yaitu bahan berpori, resonator, dan panel. Salah satu bahan yang akan

diteliti yaitu papan komposit terbuat dari serat eceng gondok. Pilihan pada

pemanfaatan komposit serat eceng gondok karena sejauh ini di Indonesia tanaman

ini masih dipandang sebagai gulma. Sebagai contoh, dari 7200 hektar permukaan

air Rawa Pening, Ambarawa, saat ini sekitar 6000 hektarnya tertutup eceng gondok.

Eceng gondok akan menutupi air di bawahnya sehingga sinar matahari dan oksigen

tidak dapat masuk ke dalam air. Dengan demikian, ikan dan biota air lainnya tidak

dapat berkembang dengan baik. Di sisi lain, eceng gondok memiliki kecepatan

tumbuh yang sangat tinggi terutama di wilayah tropis dan subtropis. Satu batang

eceng gondok dalam 52 hari dapat menghasilkan tanaman baru seluas 1 m2. Jika

tidak diatasi dengan benar maka kehadiran eceng gondok dapat merusak

lingkungan di sekitarnya dan menjadi penyebab terjadinya kedangkalan

danau/rawa. Sejumlah publikasi terdahulu menunjukkan

bahwa eceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai bahan panel.

Dengan memanfaatkan teknologi komposit dan perlakuan khusus, penulis

memprediksi bahwa batang eceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai komposit


2

yang berperforma meredam bunyi. Dengan kandungan serat kasar 15,4 % dengan

panjang 25-50 cm serat eceng gondok berpotensi untuk dikembangkan dalam

bidang komposit berbasis alam. Komposit merupakan penggabungan dari dua atau

lebih bahan atau material yang dikombinasikan menjadi satu dalam skala

makrokopis sehingga menjadi satu kesatuan. Dalam keperluan ini, diusahakan ada

perbedaan kepadatan (specific density) antara matrik dan serat eceng gondok

sebagai filler. Dengan komposisi material yang berganti-ganti kepadatannya maka

rambatan bunyi akan terhambat dan membuat bunyi menjadi teredam.

Pemanfaatan eceng gondok sebagai filler komposit peredam suara

diharapkan dapat menjadi solusi serempak atas persoalan pengendalian kebisingan

sekaligus alternatif penanganan limbah eceng gondok. Dengan demikian kita tidak

perlu khawatir akibat melimpahnya eceng gondok tetapi justru mampu menciptakan

peluang dengan mengubahnya menjadi material yang bermanfaat.

1.2 Rumusan Masalah

Komposisi serat akan mempengaruhi kemampuan serapan bunyi dari material

komposit. Rumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah seberapa besar bunyi

dapat diserap oleh komposit eceng gondok dengan variasi serat yang berbeda.

1.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai penulis dalam penulisan tugas akhir ini selain

untuk memenuhi tugas akhir di program studi Teknik Mesin Universitas Sanata

Dharma, yaitu sebagai berikut :

1. Mengetahui pengaruh fraksi volume 20%, 25%, dan 30% terhadap

besarnya serapan bunyi komposit eceng gondok.

2. Mengetahui presentase fraksi volume terbaik komposit serat eceng

gondok dalam kemampuan menyerap bunyi.

3. Mengetahui pengaruh fraksi volume 20%, 25%, dan 30% terhadap

kekuatan tarik komposit eceng gondok.

4. Mengetahui nilai tegangan, regangan, modulus elastisitas maksimal dari

komposit eceng gondok sebagai material peredam bunyi.


3

1.4 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini, penulis memberikan batasan-batasan agar dapat terarah

dan sistematis, sebagai berikut :

1. Komposit ini menggunakan resin jenis polyester R-108.

2. Pengujian yang digunakan dalam komposit ini hanya menggunakan

pengujian tarik dan Redaman Suara

3. Bahan yang digunakan untuk pengeras komposit adalah katalis

MEPOXE.

4. Serat yang digunakan dalam komposit ini adalah serat eceng gondok.

5. Komposit diberi perlakuan alkali dengan menggunakan larutan NaOH

5% selama 2 jam pada setiap variasi fraksi volume 20%, 25%, dan 30%.

6. Standar spesimen untuk uji tarik adalah ASTM D638-02 type I.

7. Standar pengujian untuk uji peredam suara adalah ISO 11654-97.

8. Cetakan yang dipakai adalah cetakan kaca dengan ukuran panjang, lebar,

tinggi 30cm x 30cm x 0,5cm

9. Komposit dengan variasi fraksi volume 20%, 25%, dan 30%.

10. Komposit dibuat dengan arah serat acak

1.5 Manfaat

Manfaat dari penelitian Tugas Akhir ini adalah :

1. Bagi penulis, dapat menambah ilmu pengetahuan tentang perkembangan

material komposit berbasis serat alam.

2. Hasil penelitian dapat dijadikan referensi untuk dapat mengembangkan

komposit berbasis serat alam di Industri manufaktur.

3. Dapat menambah koleksi Perpustakaan untuk menjadi sumber ilmu

pengetahuan.


4

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan penelitian ini adalah :

1. BAB 1

Pendahuluan, menjelaskan latar belakang masalah, perumusan masalah,

tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika

penelitian.

2. BAB 2

Dasar teori, menerangkan tinjauan pustaka dan ilmu-ilmu dasar teori

tentang komposit, eceng gondok, peredam suara. Bab ini memberikan

ilmu dasar sebagai acuan dalam penelitian.

3. BAB 3

Metode penelitian, menjelaskan tentang pelaksanaan penelitian yang

meliputi peralatan yang digunakan, tempat percobaan, pengambilan data.

4. BAB 4

Data dan analisa, menjelaskan tentang data hasil percobaan yang telah

diperoleh serta data hasil percobaan.

5. BAB 5

Penutup, berisi tentang kesimpulan penelitian dan saran.


5

BAB 2

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Komposit

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari penggabungan dua

atau lebih material yang dikombinasikan, sehingga dihasilkan material

komposit yang mempunyai karakteristik dan sifat mekanik yang berbeda

dari material pembentuknya. Komposit dikembangkan untuk mendapatkan

karakteristik dan sifat mekanik yang lebih baik dibandingkan material

pembentuknya. Metode penggabungan dua atau lebih material yang tepat

akan menghasilkan kombinasi sifat yang lebih baik.

Secara umum komposit terdiri dari dua material pembentuk. Material

pembentuk pertama disebut matriks, yang berfungsi sebagai pengikat.

Material pembentuk kedua adalah reinforcement yang memiliki fungsi

sebagai penguat seperti pada Gambar 2.1. Sifat-sifat dan karakteristik

komposit ditentukan oleh sifat dan karakteristik penguat, rasio penguat

terhadap matriks dan geometri atau orientasi penguat dalam komposit.

Gambar 2.1 Mekanika Komposit

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

Bahan pengikat (matriks) dalam komposit dapat berupa material

polimer, keramik, dan metal. Jenis pengikat yang banyak digunakan

adalah komposit bermatriks polimer, komposit jenis ini lebih mudah dalam

proses pembuatan dan biaya yang dibutuhkan lebih murah dibandingkan

jenis pengikat lain. Bahan penguat (reinforcement) dalam komposit dapat

berbentuk macam-macam jenis. Jenis penguat dapat berbentuk partikel,


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

6

serat (serat halus, serat kontinu, serat putus-putus, serat anyam) dan

penguat yang terstruktur (struktur lapisan).

Penguat yang sering digunakan adalah komposit berpenguat serat.

Komposit jenis ini dapat dibuat dengan mudah dibanding dengan bentuk

komposit lain. Komposit berpenguat serat juga memiliki kemampuan

meneruskan beban lebih baik dibandingkan komposit berpenguat partikel

atau butiran. Bahan penguat serat pada komposit terbagi atas dua jenis

yaitu serat anorganik atau sintetis dan serat organik atau natural. Serat

sintetis adalah bahan berupa hasil rekayasa buatan manusia seperti serat

kaca, serbuk baja, nylon, Fiber glass, Carbon, Graphite, dan alumunium.

(Bismarck 2002). Serat natural adalah bahan yang ada di alam (tanpa

proses campuran bahan kimia) seperti serat alam pada tumbuhan, sekam,

bambu, pasir kerikil, eceng gondok, cangkang hewan dan sebagainya.

2.1.1.1 Klasifikasi Komposit

Klasifikasi komposit dapat dikelompokkan berdasarkan pada bahan

penguat atau reinforcement dan bahan pengikat atau matriks penyusunnya.

2.1.1.1.1 Komposit Berdasarkan Bahan Penguat (Reinforcement)

Secara garis besar ada tiga macam jenis komposit berdasarkan penguat

yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.2, yaitu:

Gambar 2.2 Klasifikasi Komposit Berdasarkan Penguat

(Callister,2007)


7

a. Komposit Partikel (Particulate Composite) merupakan komposit yang

menggunakan serat berbentuk partikel atau serbuk yang berukuran

mikroskopis seperti pada Gambar 2.3 sebagai penguatnya dan

terdistribusi secara merata dalam matriks. Material yang digunakan

sebagai bahan penguat bisa dari material logam ataupun material non

logam. Komposit partikel mempunyai keunggulan seperti, ketahanan

keausan yang baik, tidak mudah retak dan daya ikat dengan matriks

baik. Contoh dari komposit ini termasuk seperti partikel silikon karbida

pada aluminium, pasir dan semen untuk membuat beton.

Gambar 2.3 Komposit Partikel

(Sumber: http://iesgeneralstudies.com/)

b. Komposit Serat (Fibrous Composites) merupakan jenis komposit yang

menggunakan penguat berupa serat atau fiber sebagai penanggung

beban utama. Serat yang digunakan memiliki kekuatan dan kekakuan

lebih baik dibanding matriks bahan pengikatnya seperti pada Gambar

2.4. Serat yang digunakan bisa berupa serat sintetis (fiberglass, carbon

fibers, plywood, dll) dan juga serat organik (bahan-bahan yang ada di

alam serat batang pohon, daun tumbuhan). Penyusunan serat pada jenis

komposit ini bisa disusun secara acak, searah maupun dengan orientasi

tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti

anyaman.


http://iesgeneralstudies.com/

8

Gambar 2.4 Komposit Serat dengan Orientasi Continuous

(Sumber: Callister, 2007)

c. Komposit Berlapis (Structural Composites) merupakan jenis komposit

yang terdiri dari dua atau lebih lapisan yang digabung menjadi satu dan

setiap lapisnya memiliki karakteristik tersendiri. Penyusunan lapisan ini

bisa searah ataupun juga bisa melintang dengan lapisan sebelumnya

dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Komposit Berlapis

(Sumber: http://navyaviation.tpub.com/)

2.1.1.1.2 Komposit Berdasarkan Bahan Pengikat (Matriks)

Komposit berdasarkan bahan pengikat dapat dikelompokkan

menjadi tiga, yaitu:

a. Polymers Matrix Composite (PMC) merupakan komposit yang

menggunakan polimer (contohnya epoxy dan polyester) sebagai

pengikatnya ditambah penguat berupa serat (seperti glass, carbon,

aramid, boron dan sebagainya). Polymers Matrix Composite merupakan


9

komposit yang paling umum digunakan karena mudah dalam proses

pembuatannya, pembuatan bisa dilakukan pada suhu kamar serta biaya

pembuatan murah. Sebagai contoh, komposit polimer berpenguat serat

boron telah digunakan pada komponen pesawat militer, bilah rotor

helikopter dan beberapa jenis alat olahraga.

b. Metal Matrix Composite (MMC) merupakan komposit yang

menggunakan logam (sebagai contoh aluminium, magnesium, tembaga)

sebagai pengikatnya sedangkan bahan penguatnya dapat berupa

partikel, serat kontinyu dan putus-putus. Keunggulan Metal Matrix

Composite adalah bahan dapat digunakan pada temperatur tinggi, dapat

meningkatkan kekakuan, kekuatan, tahan terhadap abrasi, tahan

terhadap laju mulur, konduktifitas thermal dan ukuran yang stabil. Metal

Matrix Composite memiliki keunggulan dibandingkan Polymers Matrix

Composite yaitu penggunaan pada temperatur tinggi, tidak mudah

terbakar dan lebih tahan terhadap degradasi yang terjadi oleh cairan

organik. Beberapa kombinasi pada Metal Matrix Composite sangat

reaktif pada saat dilakukan penurunan temperatur. Konsekuensinya

terjadi degradasi pada saat pemrosesan suhu tinggi atau pada saat

dilakukan penurunan suhu pada proses pembuatan. Masalah ini

biasanya diatasi dengan menerapkan lapisan pelindung ada permukaan

pengikat komposit atau dengan memodifikasi komposisi paduan

matriks. Sebagai contoh Metal Matrix Composite adalah pada

komponen mesin mobil menggunakan komposit paduan aluminium

sebagai pengikatnya dan penguat berupa serat aluminium oksida dan

karbon. Komposit berpengikat logam jauh lebih mahal dalam hal biaya

pembuatan dibanding komposit berpengikat polimer. Oleh karena hal

tersebut penggunaan komposit berpengikat logam menjadi sangat

terbatas.

c. Ceramic Matrix Composite (CMC) merupakan bahan material pembuat

komposit yang menggunakan keramik sebagai matriknya dan sebagai

penguat biasanya digunakan adalah oksida, carbide dan nitrid. Salah


10

satu pembuatan CMC yaitu dengan proses DIMOX, yaitu proses

pembentukan komposit dengan reaksi oksidasi leburan logam untuk

pertumbuhan matriks keramik di sekeliling daerah penguat. Komposit

berpengikat keramik memiliki dimensi yang lebih stabil dibanding

komposit berpengikat logam, ketangguhan yang baik, karakteristik

permukaan tahan aus, unsur kimianya stabil pada temperatur tinggi.

Proses pembuatan komposit berpengikat keramik cukup sulit dan rumit.

Pembuatan harus dilakukan secara hati-hati karena sensitifitas sifat

bahan pada mikrostrukturnya yang tidak dapat dihindari. Sebagai

contoh penggunaan komposit berpengikat keramik yaitu pada

pembuatan perkakas potong yang menggunakan pengikat Alumina

(Al2O3), karbida silicon (SiC) dan kombinasi serat wisker.

2.1.1.2 Komposit Berpenguat Serat

Serat adalah unsur utama pada bahan komposit berpenguat serat. Serat

menempati fraksi volume terbesar pada lapisan komposit dan membagi

porsi yang besar dari beban pada struktur komposit. Pemilihan serat yang

tepat, tipe, fraksi volume serat, panjang serat dan orientasi serat sangatlah

penting. Serat mempengaruhi beberapa karakteristik dari lapisan komposit

(Mallick,2007) seperti:

a. Densitas

b. Kekuatan dan modulus tarik

c. Kekuatan dan modulus tekan

d. Kekuatan terhadap kegagalan kelelahan yang baik

e. Konduktivitas termal dan listrik

f. Biaya

Serat memiliki banyak bentuk panjang, oleh karena itu serat memiliki

kemungkinan ketidaksempurnaan. Kekuatan serat memiliki variabel yang

acak. Menguji 10.000 serat dapat menghasilkan 10.000 nilai kekuatan yang

berbeda. Data kekuatan yang tidak seragam ini, bisa digunakan untuk

membentuk pendistribusian kekuatan sesungguhnya. Kekuatan rata-rata

dan variasi penyebaran kekuatan menjadi kualitas penting dalam


11

menentukan sifat dari suatu serat. Karena kekuatan serat yang acak secara

alami, banyak dilakukan penelitian dengan berbagai metode untuk

mempelajari kekuatan bahan komposit (Hyer, 1998).

Pada komposit yang dilihat dari bahan penguat berupa serat, dapat

digolongkan menjadi dua yaitu:

a. Komposit alam (Komposit organik)

Komposit alam menggunakan serat yang berasal dari tumbuhan atau

hewan, yang biasanya berupa serat kayu, eceng gondok, jerami, kapas,

wol, sutera, serat sabut kelapa, dll.

b. Komposit sintetis (Komposit anorganik)

Komposit sintetis adalah komposit yang mempunyai bahan penguat

serat yang diproduksi dengan industri manufaktur, dimana komponen-

komponen diproduksi secara terpisah, kemudian dibagungkan dengan teknik

tertentu. Sehingga didapatkan serat dengan sifat, struktur dan geometri yang

diinginkan. Serat sintetis dapat berupa serat karbon, serat nilon, serat gelas,

Carbon, Graphite, dan alumunium. (Bismarck, 2002).

Karakteristik mekanis dari komposit berpenguat serat tidak hanya

ditentukan dari sifat serat tersebut, tetapi juga pada sudut yang menerima

pembebanan melalui pengikat yang diteruskan ke serat. Susunan atau

orientasi dari serat, konsentrasi serat dan distribusi serat memiliki pengaruh

yang signifikan pada kekuatan dan sifat lain dari komposit berpenguat serat.

2.1.1.3 Orientasi Serat

Orientasi serat dapat menentukan sifat dan karakteristik komposit yang

akan dihasilkan. Secara umum penyusunan serat pada komposit dapat

dibedakan pada Gambar 2.6.


12

Gambar 2.6 Penyusunan Serat Komposit

(Sumber: Gibson, 1994)

a. Continuous Fiber Composite atau Unidirectional

Continuous Fiber Composite, mempunyai bentuk serat panjang, lurus

dan serat disusun secara parallel satu sama lain. Kekuatan tarik yang

paling tinggi terdapat pada bahan yang sejajar dengan arah serat.

b. Woven Fiber Composite atau Bi-directional

Woven Fiber Composite, komposit ini tidak mudah dipengaruhi

pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat serat

antar lapisan, akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu

lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan akan melemah.

c. Discontinuous Fiber Composite

Discontinuous Fiber Composite, mempunyai bentuk serat pendek. Jenis

komposit ini dibedakan menjadi tiga golongan (Gibson, 1994):

1) Aligned discontinuous fiber

Pada golongan aligned discontinuous fiber penyusunan serat

dilakukan secara searah seperti ditunjukkan di Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Aligned discontinuous fiber


13

2) Off-axis aligned discontinuous fiber

Pada golongan off-axis aligned discontinuous fiber penyusunan

serat dilakukan secara menyilang seperti ditunjukkan di Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Off-axis aligned discontinuous fiber

3) Randomly oriented discontinuous fiber

Pada golongan randomly oriented discontinuous fiber penyusunan

serat dilakukan secara acak seperti ditunjukkan di Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Randomly oriented discontinuous fiber

d. Hybrid Fiber Composite

Hybrid Fiber Composite, merupakan komposit gabungan antara serat

tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat

mengganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan

kelebihannya.

2.1.1.4 Metode Pembuatan Komposit

Metode pembuatan komposit dapat digolongkan dalam dua proses

pencetakan, yaitu:

a. Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)

Pembuatan komposit menggunakan metode pencetakan terbuka

dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu:

1) Metode Hand Lay Up

Metode ini merupakan metode yang paling sederhana untuk

membuat komposit polimer berpenguat serat. Pada metode ini

penguat (serat) diletakkan di dalam cetakan, lalu resin yang sudah

dicampur dengan katalis dimasukan ke dalam cetakan dengan cara


14

dioleskan menggunakan kuas. Aplikasi metode ini pada badan

kapal, tangki, rumah dan panel. Metode hand lay up dapat dilihat

pada Gambar 2.10

Gambar 2.10 Metode Hand Lay Up

(Sumber: http://www.carbonfiberglass.com/)

2) Metode Spray Up

Metode pembuatan komposit ini hampir sama dengan metode

hand lay-up dalam pembuatannya. Dalam metode ini potongan serat

dan campuran resin dengan katalis disemprotkan ke cetakan. Untuk

meningkatkan densitasnya digunakan roller untuk menghilangkan

udara yang terjebak dan menjamin resin meresap dalam serat.

Metode ini sering digunakan karena dapat membuat bentuk yang

kompleks. Metode spray up dapat dilihat pada Gambar 2.11

Gambar 2.11 Metode Spray Up

(Sumber: https://netcomposites.com/)

3) Metode Filament Winding

Metode ini dilakukan dengan cara fiber tipe roving atau single

strand dilewatkan melalui wadah yang berisi resin, kemudian fiber


15

tersebut akan diputar sekeliling mandrel yang sedang bergerak dua

arah, arah radial dan arah tangensial. Proses ini dilakukan berulang,

sehingga cara ini didapatkan lapisan serat dan fiber sesuai dengan

yang diinginkan seperti pada Gambar 2.12. Resin yang biasa

digunakan adalah polyester, vinil, ester, epoxy dan fenolat. Proses

ini terutama digunakan untuk komponen belah berlubang, umumnya

bulat atau oval seperti pipa dan tangka. Adapun aplikasi dari proses

filament winding ini digunakan untuk menghasilkan bejana tekan,

motor roket, tank, tongkat golf dan pipa.

Gambar 2.12 Metode Filament Winding

(Sumber: http://www.nuplex.com/)

b. Proses Pencetakan Tertutup (Closed-Mold Processes)

Proses pembuatan komposit menggunakan metode pencetakan

tertutup dilakukan dengan cara:

1) Metode Injection and Compression Molding

Metode ini menggunakan serat yang sudah tercampur dengan

resin kemudian di tekan masuk ke cetakan melalui suatu lintasan

tertutup dengan nosel di ujungnya. Campuran serat dan resin

tersebut ditekan dengan semacam sekrup ulir agar campuran

tersebut mudah terdorong maju dan masuk ke cetakan. Metode

injection and compression molding dapat dilihat pada Gambar 2.13


16

Gambar 2.13 Metode Injection and Compression Molding

(Sumber http://www.daviesmolding.com/)

2) Metode Sheet Molding Compound

Proses pembuatan komposit ini dijalankan secara otomatis.

Jalannya proses ini menggunakan beberapa roller tekan untuk

menggabungkan dua bagian komposit seperti ditunjukkan di

Gambar 2.14.

Gambar 2.14 Metode Sheet Molding Compound

(Sumber: http://www.nuplex.com/)

2.1.2 Polimer

Polimer didefinisikan sebagai rangkaian panjang molekul yang

mengandung satu atau lebih dari pengulangan atom-atom, digabungkan

bersama oleh ikatan kovalen yang kuat. Polimer mempunyai struktur dan

sifat-sifat yang rumit disebabkan oleh jumlah atom pembentuk yang jauh

lebih besar dibandingkan dengan senyawa yang berat atomnya rendah.


17

Bahan polimer yang mempunyai berat molekul besar dan berikatan kovalen,

menunjukkan sifat-sifat yang berbeda dari bahan organik yang mempunyai

berat molekul rendah. Bahan yang mempunyai berat molekul rendah

berubah menjadi cair dengan viskositas rendah atau menguap kalau

dipanaskan, sedangkan bahan polimer mencair dengan sangat kental dan

tidak menguap. Bahan yang tidak bisa berfusi ini akan terurai karena panas

menjadi karbon, pada tahap akhirnya tanpa penguapan (Surdia, 1999).

Polimer secara struktur jauh lebih rumit dibandingkan dengan logam

dan keramik. Menurut Surdia (1999), polimer memiliki sifat-sifat khas

antara lain:

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

dapat dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstrusi dan sebagainya.

Hal tersebut mengakibatkan biaya pembuatan rendah.

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

rendah dibandingkan logam dan keramik.

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

d. Baik dalam ketahanan air dan ketahanan zat kimia.

e. Kurang tahan terhadap temperatur tinggi.

f. Beberapa bahan tahan terhadap abrasi.

2.1.2.1 Polimer Thermoset dan Thermoplastic

Polimer yang sering dipakai adalah polimer yang sering disebut dengan

plastik. Berdasarkan sifat-sifatnya terhadap suhu, plastik dibagi dalam dua

kategori yaitu:

a. Thermosetting

Thermosetting merupakan polimer yang tidak dapat mengikuti

perubahan suhu (irreversible). Jika pengerasan telah terjadi maka bahan

tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan dengan suhu tinggi tidak

akan melunakkan thermoset melainkan akan membentuk arang dan

sukar didaur ulang. Contoh dari thermoset adalah Epoksida,

Bismaliemida (BMI) dan Poli-imida (PI).


18

b. Thermoplastic

Thermoplastic merupakan polimer atau plastik yang dapat

dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas.

Thermoplastic akan meleleh pada suhu tertentu dan dapat balik

(reversible) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila

didinginkan. Contoh dari thermoplastic adalah Poliester, Nylon 66, PP,

PTFE, PET, Polieter sulfon, PES dan Polieter erketon (PEEK)

2.1.2.2 Resin Poliester dan Resin Epoksi

Dalam pembuatan komposit, resin yang banyak digunakan adalah dari

jenis polimer thermosetting yang terdiri dari:

a. Resin Poliester

Resin Poliester adalah bahan matriks polimer yang paling sering

digunakan sebagai matriks pengikat. Resin poliester memiliki kekuatan

mekanis yang cukup baik, ketahanan terhadap bahan kimia dan

harganya relatif murah. Dalam mempercepat pembuatan komposit,

dilakukan penambahan katalis pada resin poliester. Resin ini biasanya

dipakai sebagai matriks pada komposit polimer dengan penguat serat

gelas.

b. Resin Epoksi

Resin ini harganya cukup mahal, namun memiliki keunggulan yaitu

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

banyak dipakai sebagai matriks pada komposit polimer berpenguat serat

karbon.

2.1.3 Mekanika Komposit

Komposit merupakan material yang tersusun oleh dua atau lebih bahan

pokok, sehingga perancangan dan analisa sifat mekanik bahan komposit

berbeda dengan bahan-bahan konvensional seperti logam. Menurut Gibson,

(1994) sifat mekanik komposit dapat dilihat dari dua sisi yaitu

mikromekanik dan makromekanik (pada komposit berpenguat serat).

Mikromekanik berkaitan dengan perilaku/karakter mekanik bahan

penyusun (dalam hal ini adalah serat sebagai penguat dan matriks sebagai


19

pengikat), interaksi yang ditimbulkan antara bahan penyusun dan geometri

atau cara penyusunan komposit (orientasi serat yang digunakan dan satu

lapisan komposit). Makromekanik berkaitan dengan pengaruh ketebalan

pada komposit dan strukturnya (dalam hal ini jumlah lapisan dalam

komposit) tanpa memperhatikan bahan penyusun dan interaksi yang

ditimbulkan. Sifat makromekanik dapat dicirikan berdasarkan tegangan dan

regangan rata-rata, sifat mekanik dalam bahan homogen yang setara.

Mikromekanik dan makromekanikpada komposit dapat dilihat pada

Gambar 2.15.

Gambar 2.15 Mikromekanik dan Makromekanik Pada Komposit

(Sumber: Gibson, 1994)

Sifat bahan komposit tidak bisa disamakan dengan bahan-bahan

konvensional. Pada bahan konvensional seperti logam struktur materialnya

homogen (sifat tidak berbeda dari satu titik ke titik yang lain) dan isotropik

(sifat tidak bergantung pada orientasi). Kebanyakan komposit bersifat

heterogen dan anisotropik, artinya sifat dalam komposit bervariasi saat

berpindah dari pengikat ke penguat dan saat merubah arah orientasi

penyusunan terhadap hasil pengukuran. Sebagai contoh pada komposit

berpenguat serat yang orientasinya unidirectional, serat disusun secara

searah memiliki kekuatan dan kekakuan lebih besar sepanjang arah

penguatan dari pada arah melintang.


20

2.1.4 Fraksi Volume Komposit

Fraksi volume adalah aturan perbandingan untuk pencampuran volume

serat dan volume matriks bahan pembentuk komposit terhadap volume total

komposit. Biasanya penggunaan istilah fraksi volume mengacu pada jumlah

prosentase (%) volume bahan penguat atau reinforcement yang digunakan

dalam proses pembuatan komposit. Perhitungan matriks (resin) dan katalis

juga harus sesuai dengan komposisi yang dibutuhkan agar komposit yang

dihasilkan lebih maksimal.

Perhitungan pencampuran bahan komposit untuk menetukan fraksi

volume dapat dilihat di bawah ini:

a. Volume Komposit/Cetakan (Vkomposit)

Vkomposit = pcetakan x lcetakan x tcetakan (2.1)

Dengan:

Vkomposit adalah volume cetakan (cm3).

pcetakan adalah panjang cetakan (cm).

lcetakan adalah lebar cetakan (cm).

tcetakan adalah tebal cetakan (cm).

b. Volume Reinforcement/Serat (Vserat)

Vserat = Vkomposit x fraksi volume (2.2)

Dengan:

Vserat adalah volume serat (cm3).

Vkomposit adalah volume cetakan (cm3).

fraksi volume adalah fraksi volume yang digunakan (%)

c. Massa Serat (mserat)

mserat = Vserat x ρserat (2.3)

Dengan:

mserat adalah massa erat (gr).

Vserat adalah volume serat (cm3).

ρserat adalah massa jenis serat (gr/cm3).


21

2.1.5 Bahan-bahan Pembentuk Komposit

2.1.5.1 Katalis

Bahan pendukung yang digunakan pada awal proses pembuatan

komposit, katalis biasanya ditambahkan pada resin untuk mempercepat

proses pemadatan resin pada temperatur kamar (27ºC). Umumnya

penggunaan katalis berkisar 0,5-4% dari fraksi volume resin.

2.1.5.2 Accelerator

Bahan pendukung yang berfungsi agar katalis dan polyester resin dapat

berpolimerisasi pada temperature kamar dengan waktu yang relative lebih

cepat, tanpa ada pemberian panas dari luar.

2.1.5.3 Mold Release

Merupakan lapisan yang berfungsi untuk mencegah laminat lengket

dengan cetakan. Mold release yang umum dipergunakan yaitu mold release

wax (misalnya mirror glaze).

2.1.6 Eceng Gondok ( Eichornia Crassipes)

Eceng Gondok (Eichornia Crassispes) dikenal dengan gulma air

yang pertumbuhanya sulit dikendalikan. Eceng gondok ini tumbuh di

ketinggian antara 40 cm – 80 cm. Tumbuhan ini kaya akan unsur hara karena

memiliki batang yang panjang namun akarnya lebih pendek. Tanaman

eceng gondok ini memiliki memiliki kandungan Calsium (Ca), Natrium

(Na), Magnesium (Mg), Ferum (Fe), Cupper (Cu), Kalium (K), Mangan

(Mn).

Eceng Gondok mengandung kadar air sekitar 90% berat dengan

tingkat reduksi berat dari 10 kg basah menjadi 1 kg kering. Dalam keadaan

kering eceng gondok mengandung protein kasar 13,03%, serat kasar 20,6%,

lemak 1,1%, abu 23,8%, dan sisanya berupa vortex yang mengandung

polisakarida dan mineral-mineral, sedangkan eceng gondok di Rawapening

mengandung 15,4% serat kasar ( BPPT Jakarta, 2008 ) dengan panjang rata-

rata serat 25-50 cm mengikuti panjang batangnya.

Dengan kandungan serat yang cukup besar, eceng gondok

berpotensi untuk dikembangkan dalam bidang komposit berbasis alam.


22

Salah satu aplikasinya adalah untuk pembuatan papan serat berkerapatan

sedang. Hal itu dikarenakan tanaman ini dinilai memiliki kualitas serat yang

ulet, kandungan serat cukup tinggi, bahan baku yang melimpah, murah dan

mudah didapat, serta tidak beracun. Selain itu, peningkatan kebutuhan eceng

gondok tidak akan mempengaruhi stabilitas pangan, sandang, dan papan

karena tidak berkedudukan sebagai komoditas primer masyarakat.

Di Indonesia, terdapat tiga jenis eceng gondok, yakni eceng gondok

sungai, eceng gondok rawa, dan eceng gondok kolam. Adapun ciri eceng

gondok yang terdapat di Pulau Jawa secara umum adalah :

Cirebon : pendek, tipis, lebih gelap warnanya. Jenis ini kurang bagus

jika digunakan untuk anyaman keranjang.

Jawa Timur : panjang, tipis, lebih terang warnanya. Jenis ini bagus

digunakan untuk peralatan yang warnanya terang, juga handicraft.

Semarang (Ambarawa) : agak panjang, tetapi tidak sepanjang dari

Jawa Timur, tebal, dan warnanya cukup variatif (tergantung dari

cuaca, dimana eceng gondok akan berwarna agak kegelapan pada

musim hujan).

Gambar 2.16 Tanaman Eceng gondok yang memenuhi perairan


23

Adapun bagian – bagian dari tanaman eceng gondok sebagai berikut:

Akar

Bagian akar eceng gondok ditumbuhi dengan bulu-bulu akar yang

berserabut, berfungsi sebagai pegangan atau jangkar tanaman.

Peranan akar sebagian besar untuk menyerap zat-zat yang diperlukan

tanaman dari dalam air. Pada ujung akar terdapat kantung akar yang

mana di bawah sinar matahari kantung akar ini berwarna merah.

Susunan akarnya dapat mengumpulkan lumpur atau partikel-partikel

yang terlarut dalam air.

Daun

Daun tergolong dalam mikrofita yang terletak di atas permukaan air,

yang di dalamnya terdapat lapisan rongga udara yang berfungsi

sebagai alat pengapung tanaman. Zat hijau daun (klorofil) eceng

gondok terdapat dalam sel epidermis, dipermukaan atas daun

dipenuhi oleh mulut daun (stomata) dan bulu daun. Rongga udara

yang terdapat dalam akar, batang, dan daun selain sebagai alat

penampungan juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan O2 dari

proses fotosintesis. Oksigen hasil dari fotosintesis ini digunakan

untuk respirasi tumbuhan di malam hari dengan menghasilkan CO2

yang akan terlepas ke dalam air.

Tangkai

Tangkai eceng gondok berbentuk bulat menggelembung yang di

dalamnya penuh dengan udara yang berperan untuk mengapungkan

tanaman di permukaan air. Lapisan terluar petiole adalah lapisan

epidermis, kemudian di bagian bawahnya terdapat jaringan

pengangkat (xylem dan floem). Rongga - rongga udara dibatasi oleh

dinding penyekat berupa selaput tipis berwarna putih.

Bunga

Eceng gondok berbunga dengan warna mahkota lembayung muda,

berbunga majemuk dengan jumlah 6 – 35 berbentuk karangan bunga

bulir dengan putik tunggal (Pandey, 1980).


24

Tanaman eceng gondok mempunyai beberapa manfaat dan kerugian

diantaranya:

1. Manfaat Eceng Gondok

Menurut Muhtar (dalam Anonim, 2008: 1-7) eceng gondok banyak

menimbulkan masalah pencemaran sungai dan waduk, tetapi mempunyai

manfaat sebagai berikut :

Mempunyai sifat biologis sebagai penyaring air yang tercemar

oleh berbagai bahan kimia buatan industri.

Sebagai bahan penutup tanah, kompos dalam kegiatan pertanian

dan perkebunan.

Sebagai sumber gas yang antara lain berupa gas ammonium

sulfat, gas hidrogen, nitrogen dan metan yang diperoleh dengan

cara fermentasi.

Bahan baku pupuk tanaman yang mengandung unsur NPK yang

merupakan tiga unsur utama yang dibutuhkan tanaman.

Sebagai bahan industri kertas papan buatan dan bahan karbon

aktif 15.

2. Kerugian

Kondisi merugikan yang timbul sebagai dampak pertumbuhan eceng

gondok tidak terkendali diantaranya adalah :

Menurunnya jumlah cahaya yang masuk kedalam perairan

sehingga menyebabkan menurunnya tingkat kelarutan oksigen

dalam air (DO : Dissolved Oxygens).

Mengganggu lalu lintas (transportasi) air, khususnya bagi

masyarakat yang kehidupannya masih tergantung dari sungai

seperti di pedalaman Kalimantan dan beberapa daerah lainnya.

Meningkatnya habitat bagi vektor penyakit pada manusia dan

menurunkan nilai estetika lingkungan perairan.


25

2.1.7 Uji Tarik

Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan

suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu

(Askeland, 1985). Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting

untuk rekayasa teknik dan desain produk karena menghasilkan data

kekuatan material. Pengujian tarik digunakan untuk mengukur ketahanan

suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat. Benda

yang diuji tarik diberi pembebanan pada kedua arah sumbunya. Pemberian

beban pada kedua arah sumbunya diberi beban yang sama besarnya.

Pengujian tarik dapat dilihat pada Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Pengujian Tarik

Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan

pada material, dimana spesimen uji yang telah distandarisasi, dilakukan

pembebanan uniaxial sehingga spesimen uji mengalami peregangan dan

bertambah panjang hingga akhirnya patah. Pengujian tarik relatif sederhana,

murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain.

Hal-hal yang perlu diperhatikan agar pengujian menghasilkan nilai yang

valid adalah; bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dan lain-

lain.

a. Bentuk dan Dimensi Spesimen uji

Spesimen uji harus memenuhi standar spesifikasi dari ASTM D638-02

tipe I. Bentuk dari spesimen penting karena kita harus menghindari

terjadinya patah atau retak pada daerah grip atau yang lainnya. Jadi


26

standarisasi dari bentuk spesimen uji dimaksudkan agar retak dan patahan

terjadi di daerah gage length. Bentuk dan dimensi spesimen uji tarik dapat

dilihat pada Tabel 2.1 dan Gambar 2.18.

Gambar 2.18 Bentuk dan dimensi spesimen uji ASTM D 638-02

b. Grip and Face Selection

Face dan grip adalah faktor penting. Pemilihan setting yang tidak

tepat, spesimen uji akan terjadi slip atau bahkan pecah dalam

daerah grip (jaw break). Ini akan menghasilkan hasil yang tidak

valid. Face harus selalu tertutupi di seluruh permukaan yang kontak

dengan grip, agar spesimen uji tidak bergesekan langsung dengan face.

Beban yang diberikan pada bahan yang di uji ditransmisikan pada pegangan

bahan yang diuji. Dimensi dan ukuran pada benda uji disesuaikan dengan

standar baku pengujian.

Kurva tegangan-regangan teknik dibuat dari hasil pengujian yang

didapatkan dapat dilihat pada Gambar 2.19.

Table 2.1 Dimensi spesimen sesuai ASTM D638-02


27

Gambar 2.19 Kurva Tegangan-Regangan

(Sumber: http://www.infometrik.com/)

Tegangan yang digunakan pada kurva adalah tegangan membujur

rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan teknik tersebut diperoleh dengan

cara membagi beban yang diberikan dibagi dengan luas awal penampang

benda uji. Dituliskan seperti dalam persamaan berikut ini :

𝜎 = 𝑃

𝐴0 (2.4)

Keterangan ; 𝜎 : besarnya tegangan (kg/mm2)

P : beban yang diberikan (kg)

A0 : Luas penampang awal benda uji (mm2)

Regangan yang digunakan untuk kurva tegangan-regangan teknik

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

perpanjangan yang dihasilkan setelah pengujian dilakukan dengan panjang

awal, seperti pada persamaan berikut ini :

𝜀 = 𝐿−𝐿0

𝐿0 (2.5)

Keterangan ; ε : Besar regangan

L : Panjang benda uji setelah pengujian (mm)

Lo : Panjang awal benda uji (mm)

Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam

tergantung pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastik, laju

regangan, temperatur dan keadaan tegangan yang menentukan selama

pengujian. Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan


28

kurva tegangan-regangan logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau

titik luluh, persen perpanjangan dan pengurangan luas. Dan parameter

pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan dua yang terakhir

menyatakan keuletan bahan.

Bentuk kurva tegangan-regangan pada daerah elastis tegangan

berbanding lurus terhadap regangan. Deformasi tidak berubah pada

pembebanan, daerah regangan yang tidak menimbulkan deformasi apabila

beban dihilangkan disebut daerah elastis. Apabila beban melampaui nilai

yang berkaitan dengan kekuatan luluh, benda mengalami deformasi plastis

bruto. Deformasi pada daerah ini bersifat permanen, meskipun bebannya

dihilangkan. Tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan deformasi

plastis akan bertambah besar dengan bertambahnya regangan plastik.

Pada tegangan dan regangan yang dihasilkan, dapat diketahui nilai

modulus elastisitas. Persamaannya dituliskan seperti pada persamaan

berikut ini :

𝐸 = 𝜎

𝑒 (2.6)

Keterangan ; E : Besar modulus elastisitas (kg/mm2),

e : regangan

σ : Tegangan (kg/mm2)

2.1.8 Kerusakan Pada Komposit

Komposit juga dapat mengalami kegagalan atau kerusakan. Kegagalan

dalam komposit berkaitan dengan struktur laminasi dan pembebanan. Setiap

kegagalan pada bahan teknik diawali dengan munculnya titik retak,

kemudian dilanjutkan dengan perambatan atau pertumbuhan retak yang

berakhir dengan perpatahan pada bahan teknik. Menurut Nijssen (2015)

beberapa mekanisme kegagalan pada komposit adalah sebagai berikut:

a. Splitting

b. Delamination

c. Buckling

d. Fatigue

e. Impact damage


29

f. Creep and stress relaxation

Pada umumnya ada tiga pembebanan yang menyebabkan rusaknya

suatu bahan komposit, yaitu pembebanan tarik tekan dalam arah

longitudinal maupun transversal serta geser.

2.1.8.1 Kerusakan Akibat Beban Tarik Longitudinal

Pada komposit yang diberi beban (gaya tarik) secara sejajar dengan arah

longitudinal dari serat, kerusakan bermula dari serat-serat yang patah pada

penampang yang paling lemah. Semakin besar beban yang diberikan, maka

semakin banyak serat yang patah. Pada kebanyakan kasus, serat tidak patah

sekaligus secara bersamaan. Ada tiga kemungkinan jika serat yang patah

semakin banyak:

a. Jika matriks mampu menahan gaya geser dan meneruskan ke serat

sekitar, maka serat yang patah semakin banyak. Hal ini akan

menimbulkan retakan, dan pada akhirnya akan terjadi perpatahan.

Patahan yang terjadi disebut patah getas seperti pada Gambar 2.20 a.

b. Jika matriks tidak mampu menahan konsentrasi tegangan geser yang

terjadi di ujung, serat dapat terlepas dari matriks (debonding) dan

komposit akan rusak tegak lurus arah serat seperti pada Gambar 2.20 b.

c. Kombinasi dari dua tipe di atas, pada kasus ini terjadi di sembarang

tempat disertai dengan kerusakan matriks. Kerusakan yang terjadi

berupa patahan seperti sikat (brush type) seperti pada Gambar 2.20 c.

2.1.8.2 Kerusakan Akibat Beban Tarik Transversal

Ketika komposit diberi beban tarik melintang (transversal), serat di

dalam matriks menjadi sukar untuk menerima beban. Serat pada komposit

Gambar 2.20 Kerusakan Pada Komposit Akibat Beban Tarik

Longitudinal


30

yang mengalami pembebanan tegak lurus arah serat, akan mengalami

konsentrasi tegangan pada interface antar serat dan matriks itu sendiri.

Bahan komposit yang mengalami beban transversal akan mengalami

kerusakan pada interface. Kerusakan transversal bisa terjadi pada komposit

dengan jenis serat acak yang lemah dalam arah melintang. Contoh

kerusakan pada komposit yang mengalami regangan di bawah pembebanan

transversal dapat dilihat pada Gambar 2.21.

Gambar 2.21 Kerusakan Komposit Akibat Beban Transversal

(Sumber: Gibson,1994)

2.1.8.3 Kerusakan Internal Mikroskopik

Struktur bahan teknik dianggap rusak jika terjadi kerusakan total.

Namun untuk kasus tertentu, deformasi yang sangat kecil pada struktur

bahan sudah dianggap sebagai kerusakan.

Komposit dapat mengalami kerusakan internal mikroskopik akibat

deformasi yang sangat kecil jauh sebelum kerusakan yang sebenarnya

terjadi (kerusakan makroskopik). Kerusakan mikroskopik yang terjadi pada

komposit dapat berupa:

a. Patah pada serat (fiber breaking)

b. Retak mikro pada matriks (matrix micro crack)

c. Serat terkelupas dari matriks (debonding)

d. Terlepasnya lamina satu dengan yang lainnya (delamination)

Dalam melihat kerusakan akibat internal mikroskopik harus digunakan

mikroskop dan foto mikro untuk menentukan jenis kerusakan yang terjadi.

Kerusakan tidak dapat dilihat oleh mata secara langsung, maka akan sulit

dalam menentukan kapan dan dimana suatu komposit akan rusak. Oleh


31

karena itu, suatu komposit dikatakan mengalami kerusakan apabila kurva

tegangan-regangan (didapat dari pengujian tarik) tidak lagi linear, atau

ketika bahan tersebut telah rusak total. Hal ini berlalu baik pada komposit

satu lapis (lamina) maupun laminate (komposit dengan beberapa lapisan).

2.1.9 Suara

Suara atau bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari gelombang

longitudinal yang merambat melalui suatu medium. Benda yang

menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Ada beberapa syarat agar bunyi

dapat terdengar antara lain: (Gabriel,2001)

a. Ada benda yang bergetar (sumber bunyi).

b. Ada medium yang merambatkan bunyi.

c. Ada penerima yang berada di dalam jangkauan sumber bunyi.

Bunyi yang didengar manusia secara fisis dapat dibedakan menjadi dua,

yaitu loudness (suara keras) yang berhubungan dengan energi pada

gelombang bunyi dan pitch (nada) yang diketahui dengan besaran frekuensi.

Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh manusia kira-kira dari 20

Hz hingga 20.000 Hz.

2.1.9.1 Akustik

Akustik adalah sesuatu yang terkait dengan bunyi atau suara, berkenaan

dengan indera pendengaran dan ruangan yang mempengaruhi bunyi.

Akustik yang baik merupakan unsur penunjang terhadap desain yang baik,

karena pengaruh akustik sangat luas. Akustik dapat menimbulkan efek-efek

fisik dan emosi dalam ruang sehingga seseorang akan mampu merasakan

kesan-kesan tertentu (Suptandar,1982). Dalam menciptakan suatu ruang

dengan karakteristik akustik tertentu diperlukan suatu material akustik.

Material akustik yang digunakan untuk mengendalikan kualitas akustik

pada umumnya memiliki sifat-sifat sebagai pemantul (reflektor), penyerap

(absorber), penyebar (diffuser) dan penginsulasi (insulator).

2.1.9.2 Peredam Suara

Peredam suara adalah alat yang berfungsi untuk meredam atau mengurangi

jumlah instensitas suara atau bunyi kebisingan yang terjadi. Peredam suara


32

berhubungan dengan organ pendengar, suara, atau ilmu bunyi. Sistem

peredam suara dalam sebuah ruangan merupakan keadaan sebuah ruang

yang mempengaruhi mutu bunyi yang terjadi di dalamnya. Peredam suara

pada ruang ini banyak dikaitkan dengan hal yang mendasar seperti

perubahan suara karena pantulan dan juga gangguan suara. Ketembusan

suara dari ruang lain. Banyak material penyerap yang sangat efektif untuk

digunakan. Material-material tersebut biasanya digunakan untuk

memperjelas suara yang dihantarkan dalam ruang atau juga mengurangi

kejelasan suara yang timbul.

2.1.9.3 Uji Peredam Suara

Uji peredam suara adalah suatu metode yang digunakan untuk

menguji kemampuan suatu material atau bahan dalam meredam suara.

Pada penelitian ini uji peredam suara dilakukan menggunakan kotak uji

berukuran panjang 80 cm, lebar 25 cm, dan tinggi 25 cm yang dapat dilihat

pada Gambar 2.22 dan Gambar 2.23. Pengunaan kotak uji ini bertujuan

sebagai pengganti ruangan. Sistem kerja dari uji peredam suara ini adalah

sumber suara yang berasal dari speaker, untuk membangkitkan suara

menggunakan amplifier yang dihubungkan ke audio frequency generator

yang dapat dilihat pada Gambar 2.24. Pengujian yang dilakukan dalam

penelitian ini untuk menguji suara dari komposit eceng gondok dengan

variasi fraksi volume. Komposit yang digunakan berfungsi sebagai sekat

pemisah antar ruang. Untuk pengujian redaman suara, digunakan alat

sound level meter. Penentuan kemampuan peredam suara suatu material

dalam penelitian ini menggunakan koefisien penyerapan bunyi.


33

Gambar 2.24 Skema sistem kerja uji redaman

Gambar 2.22 Kotak uji peredam suara dari pandangan atas

Gambar 2.23 Kotak uji peredam suara


34

2.1.9.4 Koefisien Penyerapan Bunyi

Koefisien penyerapan bunyi atau Noise Absorption Coefficient adalah

efisiensi penyerapan bunyi suatu bahan pada suatu frekuensi tertentu.

Koefisien penyerapan bunyi disimbolkan dengan α. Nilai koefisien

penyerapan bunyi berada pada rentang nol hingga satu. Jika nilai

penyerapan bunyi adalah nol maka gelombang bunyi seluruhnya

dipantulkan, jika nilai penyerapan bunyi adalah satu maka gelomang bunyi

diserap seluruhnya. Nilai Koefisien penyerapan bunyi dapat ditentukan

dengan rumus:

𝛼 = 𝑛0−𝑛1

𝑛0 (2.7)

Keterangan:

α : Koefisien penyerapan bunyi

𝑛0 : Total intensitas bunyi yang datang mula-mula/tanpa sekat (dB)

𝑛1 : Intensitas bunyi setelah melewati sekat spesimen (dB)

Gambar 2.25 Standar kelas koefisien absorb

( Sumber : Astika dan Dwijana, 2016)

Penyerapan bunyi 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


35

dengan mengalikan luas permukaan dalam ft2 (atau m2), dengan koefisien

penyerapan bunyinya. Berdasarkan standar ISO 11654:1997 tentang rating

koefisien absorbsi suara pada material untuk komponen bangunan,

didapatkan suatu acuan kelas koefisien absorbsi suara pada Gambar 2.25.

Standar kelas koefisien absorb adalah suatu kebiasaan standar untuk

membuat daftar nilai koefisien penyerapan bunyi pada wakil frekuensi

standar yang meliputi bagian yang paling penting dari jangkauan audio,

yaitu 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 dan 8000 Hz atau 128, 256, 512,

1024, 2048, 4096 dan 8192 Hz.

2.2 TINJAUAN PUSTAKA

Kartikaratri dkk (2012) meneliti tentang Pembuatan Komposit Serat

Serabut Kelapa Dan Resin Fenol Formadehide Sebagai Material Peredam

Akustik. Dalam penelitiannya serabut kelapa diberi perlakuan alkali (NaOH)

2% selama 4 jam. Kemudian dilakukan pengujian menggunakan tabung

impedansi dua mikrofon (ISO 10534-2 dan ASTM E1050-08). Hasil uji

menunjukkan bahwa koefisen absorpsi pada sampel komposit sudah

memenuhi syarat material peredam (nilai α maksimum di atas 0.15). Dan

semua sampel memenuhi syarat pada frekuensi 752 Hz – 6400 Hz.

Fahmi dkk (2017) meneliti tentang Pengaruh Orientasi Serat Terhadap

Redaman Suara Komposit Berpenguat Serat Pinang. Dalam penelitiannya

fraksi volume antara serat pinang dan resin epoxy adalah 60%:40%. Orientasi

serat yang digunakan dalam penelitian ini adalah 0º-0º, 0º-45º, 0º-90º dan

acak. Pengukuran koefisien absorpsi suara dilakukan menggunakan Tabung

Impedansi. Hasil penelitian menyatakan koefisien serap bunyi optimum

diperoleh pada orientasi serat 0º-90º dengan α = 0.98 pada frekuensi 1500 Hz.

Hal ini menunjukkan bahwa komposit serat pinang mampu menyerap bunyi

dengan baik (ISO 11654:1997).

Diharjo (2006) melakukan penelitian pengaruh perlakuan alkali

terhadap sifat Tarik komposit berpenguat serat rami yang berorientasi

kontinyu dengan matriks polyester. Serat rami diberikan perlakuan alkali


36

(NaOH) 5% dan dilakukan perendaman dengan variasi 0, 2, 4, dan 6 jam.

Komposit juga diberi perlakuan post cure pada suhu 62 °C selama empat jam

dan dibentuk sesuai standar ASTM D638 kemudian dilakukan pengujian

tarik. Hasil penelitian menunjukkan kekuatan Tarik dan regangan dengan

harga optimum untuk perlakuan alkali dua jam, yaitu 190,27 Mpa dan 0,44%.

Komposit yang dikenai perlakuan selama enam jam memiliki kekuatan

terendah. Penampang patahan pada komposit perlakuan 0, 2, dan 4 jam

diklasifikasikan sebagai patahan slitting in multiple area dan perlakuan

selama enam jam mengalami patahan tunggal dan pada komposit tanpa diberi

perlakuan mengalami fiber pull out.


37

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Skema Penelitian

Diagram alir proses jalannya penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Pembelian dan pengumpulan

Bahan-bahan

Resin Serat Eceng Gondok Katalis Cetakan Kaca

Pembuatan Benda Uji :

1. Benda Uji Resin Polyester

2. Benda Uji komposit arah serat acak dengan variasi volume 20%, 25%

dan 30%.

Analisis Data

Hasil Penelitian

Kesimpulan

Gambar 3.1 Skema alur penelitian

Mulai

Selesai

1. Uji Redaman

2. Uji Tarik

Lulus

Gagal


38

3.2 Persiapan Penelitian

Sebelum melakukan penelitian, alat dan bahan untuk melakukan

pembuatan benda uji dipersiapkan terlebih dahulu, termasuk alat yang

digunakan untuk pengujian tarik dan redaman bunyi. Proses persiapan ini

dilakukan dengan membeli dan menyiapkan alat dan bahan yang digunakan

dari proses pembuatan sampai proses finishing, lalu mengukur seberapa

banyak bahan yang akan digunakan untuk pembuatan benda uji.

3.2.1 Alat-alat yang digunakan

Alat-alat yang digunakan untuk pembuatan komposit berserat eceng

gondok dapat dilihat pada gambar-gambar berikut:

1. Cetakan Kaca

Pada proses pembuatan komposit dibutuhkan cetakan kaca yang berfungsi

sebagai tempat untuk mencetak benda uji komposit. Cetakan kaca tersebut

berukuran 30 cm x 30 cm x 0,5 cm. Cetakan Kaca dapat dilihat pada Gambar

3.2.

Gambar 3.2 Cetakan kaca 30 cm x 30 cm x 0.5 cm


39

2. Timbangan Digital

Timbangan digital ini berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk

menimbang berat serat. Timbangan dapat dilihat pada Gambar 3.3.

3. Gelas Ukur 1000 ml

Pada pembuatan benda uji komposit dibutuhkan gelas ukur yang

berfungsi untuk dapat mengukur pengukuran jumlah resin agar sesuai

dengan perhitungan komposisi yang telah diditentukan. Gelas ukur dapat

dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Gelas ukur

Gambar 3.3 Timbangan digital


40

4. Kuas

Kuas berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk membersihkan kaca

dari debu sebelum pencetakan komposit sehingga cetakan bersih dari

kotoran debu. Kuas dapat tersaji pada Gambar 3.5

5. Pipet

Pipet berfungsi sebagi alat yang digunakan untuk meneteskan

katalis ke dalam campuran resin agar sesuai dengan yang ditentukan.

Pipet tersaji pada Gambar 3.6.

Gambar 3.5 Kuas

Gambar 3.6 Pipet


41

6. Gunting

Gunting berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk memotong

serat eceng gondok sesuai yang sudah ditentukan. Gunting dapat


7. Spatula

Spatula berfungsi sebagai alat yang digunkan untuk meratakan

resin pada cetakan setelah resin dituangkan kedalam cetakan. Spatula


8. Jangka Sorong

Jangka Sorong pada penelitian ini berfungsi sebagai alat ukur

yang digunakan untuk mengukur panjang, lebar dan ketebalan

Gambar 3.7 Gunting

Gambar 3.8 Spatula


42

spesimen sebelum dan setelah spesimen dilakukan pengujian tarik.

Jangka Sorong dapat dilihat pada Gambar 3.9.

9. Sarung Tangan

Sarung tangan digunakan selama proses pembuatan komposit.

Sarung tangan dapat dilihat pada Gambar 3.10.

10. Gerinda Tangan

Gerinda tangan pada penelitian ini berfungsi sebagai alat yang

digunakan untuk memotong sepesimen komposit setelah komposit

dilepaskan dari cetakan. Spesimen yang dipotong ukurannya sesuai

Gambar 3.10 Sarung tangan

Gambar 3.9 Jangka Sorong


43

dengan standar yang telah ditentukan. Mesin gerinda tangan dapat


11. Thinner

Thinner digunakan untuk membersihkan cetakan kaca dari resin sisa

yang masih menempel pada cetakan kaca agar cetakan siap digunakan

kembali. Thinner yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 thinner

Gambar 3.11 Gerinda tangan


44

3.2.2 Bahan-bahan yang digunakan

Bahan yang digunakan untuk membuat komposit yang berpenguat serat

tumbuhan adalah sebagi berikut :

1. Serat Eceng Gondok

Serat yang dipakai pada komposit ini adalah serat eceng gondok

yang sudah dikeringkan dapat dilihat pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13 Serat eceng gondok

2. Resin Polyester R-108

Resin yang digunakan sebagai matriks dalam komposit ini adalah

menggunkan resin polyester dengan tipe R-108. Resin dapat dilihat

pada Gambar 3.14.

Gambar 3.14 Resin polyester R-108


45

3. Katalis

Katalis merupakan cairan yang digunakan pada saat proses

pencampuran bahan. Katalis berfungsi untuk mempercepat terjadinya

pengerasan terhadap campuran bahan yang telah dituangkan ke dalam

cetakan pada saat proses pencetakan benda uji komposit. Katalis pada

komposit ini menggunakan katalais jenis MEPOXE (Methyl Ethyl

Ketone Peroxide). Katalis dapat dilihat pada Gambar 3.15

4. Release Agent

Release agent adalah bahan tambahan yang berfungsi sebagai

pelicin agar mempermudah melepaskan benda uji komposit dari

cetakan kaca. Release agent dapat dilihat pada Gambar 3.16.

Gambar 3.15 Katalis MEPOXE


46

5. Natrium Hidroksida (NaOH)

NaOH ini digunakan untuk proses perlakuan alkali pada serat alami.

NaOH yang digunakan adalah NaOH yang berbentuk kristal seperti

ditunjukkan pada Gambar 3.17.

3.2.3 Alat Pendukung penelitian

Peralatan-peralatan yang digunakan untuk mendukung dalam proses

penelitian dan spesimen adalah:

Gambar 3.16 Release agent (mirror glaze)

Gambar 3.17 Kristal NaOH


47

3.2.3.1 Alat Uji Peredam Bunyi

Alat uji peredaman bunyi yang digunakan pada penelitian ini berupa box

yang dibentuk sedemikian rupa seperti pada Gambar 3.18. Di dalam box

tersebut, pada salah satu sisi ditempelkan sebuah speaker yang dirangkai

dengan menggunakan rangkaian listrik sederhana dengan prinsip

amplifier dan disambungkan dengan Audio Frequency Generator (AFG)

untuk mengatur frequensi keluarannya. Di sisi dalam box yang lain

dibiarkan kosong begitu saja untuk menaruh Sound Level Meter yang

berfungsi sebagai pembaca data. Berikut merupakan bagian-bagian dari

alat pendukung dalam pengujian peredaman bunyi:

a. Rangkaian Amplifier

Amplifier adalah penguat akhir bagian sistem tata suara yang

berfungsi sebagai penguat sinyal audio yang pada dasarnya

merupakan penguat tegangan dan arus dari sinyal audio yang

bertujuan untuk menggerakan pengeras suara (loud speaker).

Amplifier dapat dilihat pada gambar 3.19.

Gambar 3.18 Skema Alat Uji Peredam Bunyi


48

b. Audio Frequency Generator (AFG)

Audio Frequency Generator merupakan alat yang memiliki fungsi

untuk membangkitkan sinyal ataupun gelombang listrik. Audio

Frequency Generator dapat dilihat pada gambar 3.20.

c. Multimeter

Multimeter digunakan untuk beberapa fungsi seperti mengukur

temperatur, induktansi, frekuensi, dan sebagainya. Multimeter dapat

dilihat pada gambar 3.21.

Gambar 3.19 Rangkaian Amplifier

Gambar 3.20 Audio Frequency Generator (AFG)

Gambar 3.21 Multimeter


49

d. Sound Level Meter

Sound level meter digunakan untuk mengukur kebisingan, suara

yang tak dikehendaki, atau yang dapat menyebabkan rasa sakit

ditelinga. Sound level meter dapat dilihat pada Gambar 3.22.

Gambar 3.22 Sound Level Meter

e. Speaker

Speaker berfungsi sebagai alat untuk mengubah gelombang listrik

yang mulanya dari perangkat penguat audio/suara menjadi

gelombang getaran yaitu berupa suara itu sendiri. Speaker dapat

dilihat pada gambar 3.23.

3.2.3.2 Alat Uji Tarik

Mesin Uji Tarik GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,R.O.C, milik

Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

Gambar 3.23 Speaker


50

Mesin ini digunakan untuk pengambilan data uji tarik. Mesin uji tarik


Gambar 3.24 Alat Uji Tarik

3.2.4 Peredaman serat dengan NaOH

Peredaman serat dilakukan dengan NaOH 5% selama 2 jam.

Tujuan dari proses peredaman ini untuk menghingkan unsur-unsur yang

terdapat pada serat tersebut seperti minyak, kotoran, unsur warna, dan lain-

lain. Setelah itu, serat tersebut dikeringkan dengan cara diangin-anginkan di

tempat yang memiliki intensitas paparan matahari yang tidak terlalu banyak.

3.2.5 Perhitungan Komposisi Komposit

Komposisi pembuatan komposit yang dibuat dalam penelitian ini

menggunakan variasi volume serat yaitu 20%, 25%, dan 30% sehingga

volume campuran resin dan katalis yang digunakan adalah 80%, 75%, serta

70% dengan campuran katalis 1%. Perhitungan komposisi komposit ini

berdasarkan perhitungan volume total dari cetakan. Berikut ini adalah

perhitungan yang dilakukan:

Diketahui ukuran cetakan yang digunakan untuk membuat spesimen

uji Tarik adalah 30 cm x 30 cm x 0,5 cm.

1. Menghitung Volume cetakan

Diasumsikan bahwa

Vcetak = Vkomposit (3.1)

Sehingga diperoleh volume kompositnya adalah


51

Vcetak = 30 cm x 30 cm x 0.5 cm

= 450 cm3

2. Menghitung Massa Jenis Serat

Perhitungan massa jenis serat dilakukan dengan pendekatan membagi

massa serat dengan volume (balok) serat, dengan asumsi:

Massa jenis serat (g/cm3) = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑟𝑎𝑡 (𝑔)

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 𝑠𝑒𝑟𝑎𝑡 (𝑐𝑚3) (3.2)

Untuk mencari massa jenis serat eceng gondok yang digunakan

didapatkan table karakteristik serat eceng gondok seperti dibawah ini.

Table 3.1 Karakteristik serat eceng gondok

3. Menghitung Volume Serat

Vf = 20% x Vcetak

= 20% x 450 cm3

= 90 cm3

Untuk jumlah serat 25%, Vf=112,5 cm3 dan untuk jumlah 30%,

Vf=135cm3.

4. Massa Serat

Massa jenis serat didapat dari perkalian antara volume serat dengan

massa jenis serat. Massa jenis serat = 0,25 gr/cm3, sehingga massa filler

tiap fraksi volume adalah sebagai berikut:

Mf = ρf x Vf

= 0,25 gr/cm3 x 90 cm3

= 22,5 gr


52

Untuk fraksi volume filler 25%, Mf = 28,125 gr dan untuk fraksi volume

filler 30%, Mf = 33,75 gr.

5. Menghitung Volume Resin + Katalis

Vm = 80% x Vcetak

= 80% x 450 cm3

= 360 cm3 = 360 ml.

Untuk jumlah volume resin 75%, Vm = 337,5cm3 dan untuk jumlah 70%,

Vm = 315 cm3.

6. Menghitung Volume Katalis

Volume katalis (Vkatalis) = n% x Vm

= 1% x 360

= 3,6 cm3

Untuk jumlah campuran 75%, Vkatalis = 3,375 cm3 dan untuk jumlah

70%, Vkatalis = 3,15cm3.

7. Menghitung Volume Resin

Volume Resin = 360-3,6

= 356,4 cm3

Untuk jumlah volume resin 75%, VR = 334,125cm3 dan untuk jumlah

70%, VR = 311,85cm3.

3.2.6 Pembuatan Benda Uji

Proses pembuatan komposit dengan serat eceng gondok ini

menggunakan metode hand lay up dengan standar ASTM D638 tipe I.

Dibutuhkan benda uji sebanyak lima buah pada setiap variasi fraksi volume

serat acak yaitu, komposit tanpa serat, komposit dengan arah serat acak

volume 20%, arah serat acak volume 25%, arah serat acak 30%, sehingga

jumlah benda uji keseluruhan adalah 20 benda uji. Dibawah ini merupakan

langkah-langkah yang digunakan untuk membuat komposit serat eceng

gondok :


53

1. Batang eceng gondok yang sudah dikeringkan kemudian diserut

menggunakan sikat kawat agar didapatkan seratnya.

2. Serat eceng gondok direndam dengan larutan NaOH 5% selama 2 jam.

3. Serat eceng gondok yang sudah direndam dengan larutan NaOH 5%

selama 2 jam, dipotong sesuai dengan ukuran yang sudah ditentukan.

Panjang potongan serat yaitu sekitar 1 cm.

4. Release agent (silikon) diratakan pada permukaan cetakan yang sudah

dibersihkan, guna mempermudah pelepasan hasil cetak komposit.

5. Sesuai dengan perhitungan fraksi volume matriks, resin dan katalis

dipersiapkan dalam gelas plastik. Kedua bahan diaduk hingga merata.

6. Potongan eceng gondok yang sudah dipersiapkan dimasukkan ke dalam

campuran resin dan katalis dalam gelas lalu diaduk agar tercampur

dengan baik.

7. Campuran resin dan filler dituang ke cetakan yang sudah dipersiapkan.

Bagian hasil tuang yang menggumpal diratakan dengan menggunakan

spatula lalu ditutup.

8. Diamkan komposit hingga benar-benar kering.

9. Komposit yang sudah kering dilepas dari cetakan.

10. Hasil cetakan komposit dipotong sesuai ukuran specimen:

a. Untuk specimen peredaman bunyi sesuai dengan luas penampang

dalam alat uji. Luas penampang bagian dalam alat uji peredaman

bunyi adalah 23 cm x 22,5 cm.

b. Untuk spesimen uji Tarik sesuai dengan standar ASTM D638 tipe 1.

3.2.7 Proses Pembuatan Alat Uji Peredam Suara

Proses dari pengujian redaman suara terlebih dahulu dilakukan

pembuatan kotak sebagai media ruang yang digunakan untuk melakukan

pengujian. Kotak yang digunakan terbuat dari papan triplex yang dibentuk

menyerupai bangun ruang balok dengan ukuran Panjang 80cm lebar 25cm

dan tinggi 25cm. berikut langkah-langkah pembuatan alat uji redaman

suara:


54

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

pemotongan papan triplex sesuai dengan ukuran yang sudah ditentukan.

b. Pembuatan rangka kotak uji sehingga terbentuk seperti bangun ruang

balok kemudian dilakukan pemasangan papan triplex yang digunakan

sebagai dinding penutup untuk tiap-tiap sisi balok.

c. Pemasangan karpet pada bagian dalam kotak uji.

d. Pemasangan komponen-komponen seperti: amplifier yang

disambungkan ke speaker untuk pembangkit sumber suara.

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

menentukan frekuensi yang dilakukan pada penelitian ini.

f. Penggunaan Sound Level Meter untuk mengukur suara yang dihasilkan

(dalam satuan dB)

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

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

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

7000Hz.

h. Pemasangan spesimen komposit sesuai variasi fraksi volume pada kotak

uji dan dilakukan pengujian pada frekuensi yang sama seperti tanpa

sekat spesimen komposit.

i. Pengujian redaman suara.

3.2.8 Dimensi Benda Uji

3.2.8.1 Benda Uji Peredam Bunyi

Dalam pengujian peredaman bunyi kali ini, ukuran benda uji

menggunakan luas penampang melintang bagian dalam alat uji peredam

bunyi. Luas penampang tersebut adalah 23cm x 22,5cm.

3.2.8.2 Benda Uji Tarik

Pengujian Tarik yang dilakukan dalam penelitian kali ini menggunakan

ukuran specimen yang sesuai dengan standar pengujian tarik yang ada.

Standar pengujian tarik yang digunakan adalah ASTM D638-02 tipe I.

Pengujian tarik ini dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam, Universitas


55

Sanata Dharma. Ukuran dimensi spesimen dapat dilihat pada Gambar

3.25.

3.2.9 Proses Pengujian

Pada pengujian kali ini, akan dilakukan dua macam jenis pengujian.

Pengujian yang pertama adalah pengujian peredaman bunyi. Pengujian ini

bertujuan untuk mengetahui tingkat peredaman bunyi dari komposit serat

eceng gondok yang dibuat. Disamping itu, diperlukan pula pengujian yang

meneliti kekuatan fisik dari komposit serat eceng gondok tersebut.

Pengujian tersebut adalah uji tarik. Berikut ini merupakan langkah-langkah

yang dilakukan:

3.2.9.1 Uji Peredaman Bunyi

a. Spesimen uji komposit dan seluruh perangkat alat pengujian

peredaman bunyi disiapkan.

b. Kotak ruang pengujian peredaman bunyi tertutup.

c. AFG dinyalakan dan frequensi keluaran speaker diatur sesuai variasi

yang telah ditentukan. Variasi frequensi yang digunakan adalah

100Hz, 250Hz, 500Hz, 750Hz, 1000Hz, 1250Hz, 1500Hz, 1750Hz,

2000Hz, 2500Hz, 3000Hz, 3500Hz, 4000Hz 4500Hz, 5000Hz,

5500Hz, 6000Hz, 6500Hz dan 7000Hz.

d. SLM pada bagian dalam box yang berseberangan dengan speaker

dalam keadaan menyala.

Gambar 3.25 Uji ASTM D638-02


56

e. Pembacaan dan pencatatan data dengan mengamati nilai yang

ditampilkan pada layar SLM melalui celah tutup box. Pembacaan

data dilakukan pada saat nilai yang ditampilkan sudah cukup stabil

dan dilakukan sebanyak tiga kali pengambilan data.

f. Langkah (d) dan (c) diulang hingga seluruh variasi frekuensi

tercatat.

g. Setelah data tanpa sekat didapat, AFG dimatikan dan dilanjutkan

dengan pengujian peredaman bunyi specimen komposit.

h. Buka tutup box dan pasang specimen komposit yang akan diteliti.

Setelah specimen terpasang rapi, box ditutup kembali.

i. Langkah (c), (d), (e) dan (f) diulang pada variasi spesimen yang

dibuat.

j. Setelah semua data didapat, AFG dimatikan.

3.2.9.2 Uji Tarik

a. Spesimen uji tarik komposit yang sudah dibuat disiapkan.

b. Kertas millimeter blok diletakkan pada meja printer.

c. Mesin dinyalakan dan benda uji diletakkan pada grip.

d. Grip dikencangkan, akan tetapi jangan terlalu keras agar tidak

merusak benda uji.

e. Pemasangan extensometer pada benda uji dan nilai elongasinya

diatur menjadi nol.

f. Nilai beban diatur menjadi nol.

g. Kecepatan uji diatur, tombol start ditekan.

h. Setelah data dari pengujian tarik didapatkan, proses pengujian tarik

diulang untuk benda uji komposit selanjutnya sampai selesai.


57

BAB 4

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian

Benda uji dilakukan dua pengujian yaitu uji redaman dan uji tarik. Pengujian

peredaman suara dilakukan di Laboratorium Teknik Tenaga Listrik Teknik Elektro

dan pengujian tarik dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma. Dari pengujian peredaman suara didapatkan hasil

perbedaan koefisien penyerapan bunyi (NAC) dengan simbol α pada benda uji

redaman setiap variasi fraksi volume yang digunakan. Dari pengujian tarik

didapatkan data yang kemudian dilakukan perhitungan untuk memperoleh

tegangan, regangan dan modulus elastisitas dari benda uji setiap variasi untuk

mengetahui karakteristik tiap jenis fraksi volume yang digunakan. Hasil data yang

diperoleh selanjutnya ditampilkan dalam bentuk table dan grafik.

4.2 Pengujian Peredam Suara

Pengujian peredam suara dilakukan pada benda uji komposit serat eceng

gondok dengan variasi fraksi volume yang digunakan, yaitu 20%, 25% dan 30%

dengan orientasi serat di susun secara acak. Benda uji redam dibuat sesuai dengan

dimensi 22.5cm x 23cm x 0.5cm yang kemudian diletakkan pada bagian tengah

kotak sebagai replica sekat antar dua ruangan antara sumber bunyi dan penangkap

bunyi. Pembacaan data dilakukan sebanyak tiga kali untuk masing-masing

spesimen. Hasil dari pengujian peredaman bunyi ini berupa data intensitas bunyi

yang dibaca dengan SLM, data tersebut bersatuan decibel (dB). Sesudah

mendapatkan data penyerapan suara sebelum dan setelah pemasangan sekat

komposit, maka nilai koefisien penyerapan bunyi dapat dihitung menggunakan

rumus (contoh perhitungan pada frekuensi 100Hz):

α = 𝑛0−𝑛1

𝑛0

α = 69,10 𝑑𝐵−47,10 𝑑𝐵

69,10 𝑑𝐵

α = 0,318


58

Koefisien penyerapan bunyi pada frekuensi 100Hz untuk spesimen komposit

variasi fraksi volume tanpa filler adalah 0,318.

4.2.1 Hasil Pengujian Redaman Bunyi

Data hasil pengujian intensitas bunyi tanpa sekat komposit dengan filler

eceng gondok disajikan dalam Tabel 4.1 di bawah ini.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Intensitas Bunyi Tanpa Sekat Komposit

Variasi Frekuensi

(Hz)

Hasil Percobaan (dB) Rerata

Intensitas

(dB) I II III

100 69,1 69 69,2 69,10

250 70,8 70,7 70,9 70,80

500 71,1 71,2 71,3 71,20

750 71,5 71,4 71,7 71,53

1000 72,6 72,7 72,6 72,63

1250 73,1 73,4 73,2 73,23

1500 75,8 75,7 75,9 75,80

1750 78,3 78,2 78,1 78,20

2000 80 79,9 79,8 79,90

2500 81,9 81,8 81,7 81,80

3000 83,2 83,4 83,3 83,30

3500 85,5 85,6 85,7 85,60

4000 81,4 81,7 81,6 81,57

4500 80,7 80,5 80,6 80,60

5000 79,5 79,4 79,3 79,40

5500 76,5 76,2 76,3 76,33

6000 75,1 75,3 75,4 75,27

6500 74 74,2 74,3 74,17

7000 73 73,1 73,2 73,10

Data hasil pengujian redaman suara komposit dengan filler eceng gondok

untuk setiap variasi fraksi volume filler 0%, 20%, 25%, dan 30% disajikan dalam

Tabel 4.2-4.6.


59

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Intensitas Bunyi Pada Spesimen Komposit Tanpa Filler

Variasi

Frekuensi (Hz)


Intensitas

(dB) I II III

100 47 47,1 47,2 47,10

250 49,2 49,1 49,3 49,20

500 49,5 49,4 49,6 49,50

750 49,9 49,7 49,6 49,73

1000 53,4 53,6 53,5 53,50

1250 54 54,2 54,1 54,10

1500 55,6 55,4 55,3 55,43

1750 56,6 56,7 56,6 56,63

2000 56,9 56,8 56,7 56,80

2500 57,3 57,1 57,5 57,30

3000 57,4 57,7 57,5 57,53

3500 54,4 54,6 54,7 54,57

4000 54,9 54,8 54,8 54,83

4500 56,1 56,4 56,3 56,27

5000 55,8 55,7 55,6 55,70

5500 55 55,1 55,2 55,10

6000 53,4 53,3 53,5 53,40

6500 53,1 53 53,2 53,10

7000 52,5 52,4 52 52,30


60

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Intensitas Bunyi pada Spesimen Komposit dengan

Fraksi Volume Filler 20%

Variasi

Frekuensi (Hz)


Intensitas

(dB) I II III

100 43,3 43,6 43,5 43,47

250 44,1 44,4 44,3 44,27

500 47,1 47,2 47,3 47,20

750 49 49,2 49,3 49,17

1000 50,1 50,3 50,5 50,30

1250 52,7 52,8 52,6 52,70

1500 56,2 56,1 56 56,10

1750 55,4 55,2 55,5 55,37

2000 56,1 56,2 56 56,10

2500 56,4 56,3 56,6 56,43

3000 57,2 57,3 57,1 57,20

3500 55,1 55 55,2 55,10

4000 53,5 53,4 53,2 53,37

4500 53,1 53 53,2 53,10

5000 52,8 52,7 52,6 52,70

5500 52,1 52,2 52 52,10

6000 51,7 51,8 51,6 51,70

6500 51,4 51,3 51,2 51,30

7000 49,5 49,4 49,7 49,53


61



Variasi

Frekuensi (Hz)


Intensitas

(dB) I II III

100 42,7 42,6 42,5 42,60

250 43,9 43,7 43,8 43,80

500 46 46,3 46,2 46,17

750 47,9 47,8 47,9 47,87

1000 50 50,1 50,3 50,13

1250 54,7 54,5 54,6 54,60

1500 55,5 55,3 55 55,27

1750 55,7 55,6 55,5 55,60

2000 56,3 56,1 56 56,13

2500 57,5 57,6 57,7 57,60

3000 56 56,4 56,5 56,30

3500 54 54,3 54,2 54,17

4000 52,1 52 52,2 52,10

4500 52 52,1 52 52,03

5000 51,9 51,8 51,7 51,80

5500 51,3 51,2 51,1 51,20

6000 50,8 50,9 50,6 50,77

6500 50,1 50,2 50 50,10

7000 49,2 49,1 49 49,10


62



Variasi

Frekuensi (Hz)


Intensitas

(dB) I II III

100 45,6 45,5 45,4 45,50

250 49 49,3 49,4 49,23

500 50,3 50,5 50,2 50,33

750 50,6 50,8 50,7 50,70

1000 51,2 51,7 51,6 51,50

1250 52,3 52,4 52,2 52,30

1500 53,7 53,6 53,5 53,60

1750 54,1 54,2 54,1 54,13

2000 55,4 55,5 55,3 55,40

2500 56,1 56,2 56 56,10

3000 56,7 56,8 56,4 56,63

3500 56,9 56,6 56,7 56,73

4000 54,1 54 54,2 54,10

4500 53,9 53,8 53,7 53,80

5000 53,6 53,4 53,2 53,40

5500 53,1 53 53,1 53,07

6000 52,9 52,8 52,5 52,73

6500 51,5 51,4 51 51,30

7000 48,8 48,9 48,7 48,80


63

Tabel 4.6 Nilai Noise Absorption Coefficient (NAC) pada Setiap Variasi

Spesimen Komposit

Varia

si

Frek.

(Hz)

Rerata

Intensitas

Tanpa

Sekat

(dB)

Rerata Intensitas bunyi setiap Variasi

Fraksi Volume (dB)

Noise Absorption Coefficient (NAC)

Setiap Variasi Fraksi Volume

Spesim

en 0%

Spesime

n 20%

Spesime

n 25%

Spesim

en 30%

Spesim

en 0%

Spesime

n 20%

Spesim

en 25%

Spesim

en 30%

100 69,10 47,10 43,47 42,60 45,50 0,318 0,371 0,384 0,342

250 70,80 49,20 44,27 43,80 49,23 0,305 0,375 0,381 0,305

500 71,20 49,50 47,20 46,17 50,33 0,305 0,337 0,352 0,293

750 71,53 49,73 49,17 47,87 50,70 0,305 0,313 0,331 0,291

1000 72,63 53,50 50,30 50,13 51,50 0,263 0,307 0,310 0,291

1250 73,23 54,10 52,70 54,60 52,30 0,261 0,280 0,254 0,286

1500 75,80 55,43 56,10 55,27 53,60 0,269 0,260 0,271 0,293

1750 78,20 56,63 55,37 55,60 54,13 0,276 0,292 0,289 0,308

2000 79,90 56,80 56,10 56,13 55,40 0,289 0,298 0,297 0,307

2500 81,80 57,30 56,43 57,60 56,10 0,300 0,310 0,296 0,314

3000 83,30 57,53 57,20 56,30 56,63 0,309 0,313 0,324 0,320

3500 85,60 54,57 55,10 54,17 56,73 0,363 0,356 0,367 0,337

4000 81,57 54,83 53,37 52,10 54,10 0,328 0,346 0,361 0,337

4500 80,60 56,27 53,10 52,03 53,80 0,302 0,341 0,354 0,333

5000 79,40 55,70 52,70 51,80 53,40 0,298 0,336 0,348 0,327

5500 76,33 55,10 52,10 51,20 53,07 0,278 0,317 0,329 0,305

6000 75,27 53,40 51,70 50,77 52,73 0,291 0,313 0,326 0,299

6500 74,17 53,10 51,30 50,10 51,30 0,284 0,308 0,324 0,308

7000 73,10 52,30 49,53 49,10 48,80 0,285 0,322 0,328 0,332

Dari Tabel 4.6 dapat dibuat grafik hubungan antara Noise Absorption

Coefficient (NAC) dengan pertambahan frekuensi, yang disajikan pada Gambar 4.1.


64

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Anatara NAC dengan Pertambahan Frekuensi

Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara Intensitas Bunyi dengan Frekuensi

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 7 0 0 0 8 0 0 0

NO

ISE

AB

SO

RP

TIO

N C

OE

FF

ICIE

NT

FREKUENSI

Spesimen 0%

Spesimen 20%

Spesimen 25%

Spesimen 30%

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 7 0 0 0 8 0 0 0

INT

EN

SIT

AS

B

UN

YI

FREKUENSI

Tanpa Sekat

Spesimen 0%

Spesimen 20%

Spesimen 25%

Spesimen 30%


65

4.2.2 Pembahasan Pengujian Redaman Bunyi

Pembahasan data Noice Absorption Coefficient (NAC) yang

didapat, penambahan eceng gondok pada resin polyester sehingga terbentuk

komposit Filler eceng gondok yang dapat meningkatkan kemampuan

redaman bunyi dari material tersebut. Bahan resin dan komposit berpenguat

eceng gondok memiliki kemampuan dapat meredam bunyi dengan nilai

α>0,3. Namun, kemampuan redaman bunyi bahan resin memiliki nilai lebih

rendah daripada bahan komposit. Di samping itu, ada pula spesimen yang

memiliki nilai α yang kurang dari standar, yaitu pada spesimen bahan resin

dengan frekuensi 1000 Hz, 1250 Hz, 1500 Hz, 1750 Hz, 2000 Hz, 5000Hz,

5500 Hz, 6000 Hz, 6500 Hz dan 700 Hz, pada spesimen komposit 20%

dengan frekuensi 1250 Hz, 1500 Hz, 1750 Hz dan 2000 Hz, pada spesimen

komposit 25% dengan frekuensi 1250 Hz, 1500 Hz, 1750Hz, 2000 Hz dan

2500 Hz, pada spesimen komposit 30% dengan frekuensi 500 Hz, 750 Hz,

1000 Hz, 1250 Hz, 1500 Hz dan 6000 Hz.

Dari data hasil pengujian, dapat pula diketahui bahwa semua variasi

spesimen redaman bunyi yang dibuat memiliki karakteristik redaman yang

cukup identik. Dapat ditunjukkan dengan bentuk grafik hubungan antara

NAC dengan pertambahan frekuensi. NAC dengan nilai tertinggi dari

keempat spesimen yang diuji dimiliki oleh spesimen dengan fraksi volume

filler 25% pada frekuensi 100 Hz, yaitu α = 0,384. Sedangkan, nilai NAC

terendah dari keempat spesimen yang diuji dimiliki oleh spesimen dengan

fraksi volume filler 25% pada frekuensi 1250 Hz, yaitu α = 0,254.

Berdasarkan uraian tersebut spesimen dengan fraksi volume filler

sebesar 25% dapat dikatakan memiliki kemampuan yang lebih baik tetapi

juga mempunyai kelemahan pada saat frekuensi 1250 Hz dibandingkan

dengan spesimen dengan fraksi volume filler 20% dan 30%.


66

4.3 Pengujian Tarik

Pengujian Tarik dilakukan pada specimen bahan resin dan omposit

filler eceng gondok dengan fraksi volume sebesar 20%, 25% dan 30%

dengan orientasi serat disusun secara acak. Hasil pengujian didapatkan prin

out grafik hubungan antara beban dengan pertambahan panjang serta data

berupa beban dan pertambahan Panjang setiap satuan waktu yang telah

ditentukan. Dari data tersebut dapat dihitung nilai tegangan dan regangan

dari spesimen komposit dari setiap fraksi volume. Langkah-langkah

perhitungannya sebagai berikut.

1. Spesimen komposit dibentuk sesuai dengan standar ASTM D638 tipe 1.

2. Spesimen bahan resin dan komposit dengan variasi fraksi volume diuji

tarik.

3. Nilai beban dan pertambahan panjang digunakan untuk mencari

kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas dari setiap spesimen

dengan menggunakan rumus ( contoh data spesimen V20%-1) sebagai

berikut:

𝜎𝑢 = 𝑃𝑚𝑎𝑘𝑠

𝐴0

= 46,70

66,95

= 0,697 kg/𝑚𝑚2

= 6,84 MPa

ɛ = 𝛥𝐿

𝐿0

= 0,10

57

= 0,00175

E = 𝜎

ɛ

= 6,84

0,00175

= 3,9004 GPa


67

4.3.1 Hasil Pengujian Tarik

Data hasil pengujian Tarik pada specimen bahan resin disajikan dalam

Tabel 4.7- 4.9.

Tabel 4.7 Dimensi Spesimen Bahan Resin Yukalac R-108

Dimensi Spesimen Resin

Spesimen Lebar (mm) Tebal(mm) A0(mm2 )

RES-01 12,15 4,90 59,54

RES-02 13,15 4,85 63,78

RES-03 12,50 5,00 62,50

RES-04 12,75 4,90 62,48

RES-05 12,75 5,00 63,75

Tabel 4.8 Kekuatan Tarik dan Regangan Resin Yukalac R-108

Spesimen A0

(mm2)

L0

(mm)

Beban

(kg) Elongasi (mm)

Kekuatan

Tarik (MPa) Regangan

RES-01 59,54 57 326,3 1,50 53,77 0,02632

RES-02 63,78 57 334,6 1,85 51,47 0,03246

RES-03 62,50 57 323,3 1,70 50,75 0,02982

RES-04 62,48 57 342,1 1,90 53,72 0,03333

RES-05 63,75 57 342,9 1,50 52,77 0,02632

Rata-rata 52,49 0,02965

Tabel 4.9 Modulus Elastisitas Resin Yukalac R-108

Spesimen Kekuatan Tarik

(MPa) Regangan

Modulus Elastisitas

(GPa)

RES-01 53,77 0,02632 2,0431

RES-02 51,47 0,03246 1,5857

RES-03 50,75 0,02982 1,7015

RES-04 53,72 0,03333 1,6115

RES-05 52,77 0,02632 2,0051

Rata-rata 1,7894

Data hasil pengujian tarik komposit dengan filler eceng gondok untuk tiap variasi

fraksi volume filler 20%, 25% dan 30% disajikan dalam Tabel 4.10 – 4.18.


68

Tabel 4.10 Dimensi Spesimen Komposit dengan Filler Eceng Gondok 20%

Dimensi Spesimen Komposit

Spesimen Lebar (mm) Tebal(mm) A0 (mm2 )

V20%-01 13,00 5,15 66,95

V20%-02 13,10 5,25 68,78

V20%-03 12,60 5,25 66,15

V20%-04 12,25 5,15 63,09

V20%-05 13,30 5,20 69,16

Tabel 4.11 Kekuatan Tarik dan Regangan Komposit dengan Filler Eceng Gondok

20%

Spesimen A0

(mm2)

L0

(mm)

Beban

(kg)

Elongasi

(mm)

Kekuatan Tarik

(MPa) Regangan

V20%-01 66,95 57 46,7 0,1 6,84 0,00175

V20%-02 68,78 57 49,1 0,25 7,00 0,00439

V20%-03 66,15 57 67,7 0,4 10,04 0,00702

V20%-04 63,09 57 74,8 0,35 11,63 0,00614

V20%-05 69,16 57 70,6 0,4 10,01 0,00702

Rata-rata 9,11 0,00526

Tabel 4.12 Modulus Elastisitas Komposit dengan Filler Eceng Gondok 20%

Spesimen Kekuatan Tarik (MPa) Regangan Modulus Elastisitas

(GPa)

V20%-01 6,84 0,00175 3,9004

V20%-02 7,00 0,00439 1,5968

V20%-03 10,04 0,00702 1,4307

V20%-04 11,63 0,00614 1,8942

V20%-05 10,01 0,00702 1,4270

Rata-rata 2,0498


69




V25%-01 13,15 5,15 67,72

V25%-02 13,25 5,25 69,56

V25%-03 13,00 5,20 67,60

V25%-04 13,00 5,25 68,25

V25%-05 13,20 5,25 69,30


25%



(MPa) Regangan

Modulus Elastisitas

(GPa)

V25%-01 9,17 0,00526 1,7422

V25%-02 9,11 0,00351 2,5964

V25%-03 9,72 0,01053 0,9237

V25%-04 9,72 0,00614 1,5824

V25%-05 9,75 0,00702 1,3899

Rata-rata 1,6469

Spesimen A0

(mm2) L0

Beban

(kg) Elongasi (mm)

Kekuatan Tarik

(MPa) Regangan

V25%-01 67,72 57 63,3 0,3 9,17 0,00526

V25%-02 69,56 57 64,6 0,2 9,11 0,00351

V25%-03 67,60 57 67 0,6 9,72 0,01053

V25%-04 68,25 57 67,6 0,35 9,72 0,00614

V25%-05 69,30 57 68,9 0,4 9,75 0,00702

Rata-rata 9,49 0,00649


70




V30%-01 13,25 5,20 68,90

V30%-02 13,25 5,25 69,56

V30%-03 13,75 5,25 72,19

V30%-04 13,00 5,25 68,25

V30%-05 13,25 5,25 69,56


30%

Spesimen A0

(mm2) L0

Beban

(kg) Elongasi (mm)

Kekuatan Tarik

(MPa) Regangan

V30%-01 68,90 57 8,6 0,1 1,22 0,00175

V30%-02 69,56 57 6,3 0,8 0,89 0,01404

V30%-03 72,19 57 7,9 0,35 1,07 0,00614

V30%-04 68,25 57 6,5 0,35 0,93 0,00614

V30%-05 69,56 57 8,7 0,2 1,23 0,00351

Rata-rata 1,07 0,00632



(MPa) Regangan

Modulus Elastisitas

(GPa)

V30%-01 1,22 0,00175 0,6979

V30%-02 0,89 0,01404 0,0633

V30%-03 1,07 0,00614 0,1748

V30%-04 0,93 0,00614 0,1522

V30%-05 1,23 0,00351 0,3497

Rata-rata 0,2876

Berdasarkan data yang telah diolah, dapat dibuat grafik dengan nilai kekuatan

Tarik, regangan dan modulus elastisitas dari spesimen resin yukalac R-108 seperti

ditampilkan pada Gambar 4.3 – 4.5.


71

Gambar 4.3 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Resin Yukalac R-108

Gambar 4.4 Grafik Nilai Regangan Resin Yulakac R-108

0

10

20

30

40

50

60

RES-01 RES-02 RES-03 RES-04 RES-05 Rata-rata

Teg

an

gan

(M

pa)

Spesimen

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

RES-01 RES-02 RES-03 RES-04 RES-05 Rata-rata

Reg

an

gan

Spesimen


72

Gambar 4.5 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Resin Yukalac R-108

Berdasarkan data yang telah diolah, dapat dibuat grafik nilai kekuatan Tarik,

regangan dan modulus elastisitas dari spesimen komposit dengan filler eceng

gondok variasi fraksi volume 20%, 25% dan 30% seperti pada Gambar 4.6-4.17.

Gambar 4.6 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Komposit Eceng Gondok 20%

0

0.5

1

1.5

2

2.5

RES-01 RES-02 RES-03 RES-04 RES-05 Rata-rataMod

ulu

s E

last

isit

as

(Gp

a)

Spesimen

0

2

4

6

8

10

12

14

V20%-01 V20%-02 V20%-03 V20%-04 V20%-05 Rata-rata

Teg

an

gan

(M

pa)

Spesimen


73

Gambar 4.7 Grafik Nilai Regangan Komposit Eceng Gondok 20%

Gambar 4.8 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Komposit Eceng Gondok 20%

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

V20%-01 V20%-02 V20%-03 V20%-04 V20%-05 Rata-rata

Reg

an

gan

Spesimen

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

V20%-01 V20%-02 V20%-03 V20%-04 V20%-05 Rata-rata

Mod

ulu

s E

last

isit

as

(Gp

a)

Spesimen


74



0

2

4

6

8

10

12

V25%-01 V25%-02 V25%-03 V25%-04 V25%-05 Rata-rata

Teg

an

ga

n (

Mp

a)

Spesimen

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

V25%-01 V25%-02 V25%-03 V25%-04 V25%-05 Rata-rata

Reg

an

gan

Spesimen


75



0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

V25%-01 V25%-02 V25%-03 V25%-04 V25%-05 Rata-rata

Mod

ulu

s E

last

isit

as

(Gp

a)

Spesimen

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

V30%-01 V30%-02 V30%-03 V30%-04 V30%-05 Rata-rata

Teg

an

gan

(M

pa)

Spesimen


76



0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

V30%-01 V30%-02 V30%-03 V30%-04 V30%-05 Rata-rata

Reg

an

gan

Spesimen

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

V30%-01 V30%-02 V30%-03 V30%-04 V30%-05 Rata-rata

Mod

ulu

s E

last

isit

as

(Gp

a)

Spesimen


77

Gambar 4.15 Grafik Nilai Tegangan Rata-Rata pada Resin Yukalac dan Komposit

dengan Filler Eceng Gondok

Gambar 4.16 Grafik Nilai Regangan Rata-Rata pada Resin Yukalac dan Komposit

dengan Filler Eceng Gondok

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

Resin Spesimen 20% Spesimen 25% Spesimen 30%

Teg

an

gan

Spesimen

0.00000

0.00500

0.01000

0.01500

0.02000

0.02500

0.03000

0.03500


Reg

an

gan

Spesimen


78

Gambar 4.17 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Rata-Rata pada Resin Yukalac dan

Komposit dengan Filler Eceng Gondok

4.3.2 Pembahasan Pengujian Tarik

Dari Gambar 4.3 – 4.5 dapat dilihat bahwa spesimen bahan resin

yukalac R108 memiliki nilai rata-rata kekuatan tarik sebesar 52,49 MPa,

rata-rata regangan sebesar 0,02965 dan rata-rata modulus elastisitas sebesar

1,7894 GPa. Dari gambar tersebut juga, kita dapat melihat nilai tertinggi dan

terendah baik pada nilai kekuatan tarik, regangan maupun modulus

elastisitas dari spesimen bahan resin. Nilai kekuatan tarik tertinggi bahan

resin yaitu pada spesimen RES-01 dengan nilai 53,77 MPa sedangkan nilai

terendahnya pada spesimen RES-03 dengan nilai 50,75 MPa. Nilai regangan

tertinggi dari spesimen bahan resin yaitu pada spesimen RES-04 dengan

nilai 0,0333 sedangkan nilai terendahnya pada spesimen RES-01 & RES-05

dengan nilai 0,02632. Nilai modulus elastisitas tertinggi dari spesimen

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000


Mod

ulu

s E

last

isit

as

Spesimen


79

bahan resin yaitu pada spesimen RES-01 dengan nilai 2,043 GPa sedangkan

nilai terendahnya pada spesimen RES-02 dengan nilai 1,5857 GPa.

Dari Gambar 4.6 – 4.8 dapat dilihat bahwa spesimen komposit dengan

filler eceng gondok dengan variasi 20% memiliki nilai rata-rata kekuatan

tarik sebesar 9,11 MPa, rata-rata regangan sebesar 0,00526 dan rata-rata

modulus elastisitas sebesar 2,0498 GPa. Dari gambar tersebut juga, kita

dapat melihat nilai tertinggi dan terendah baik pada nilai kekuatan tarik,

regangan maupun modulus elastisitas dari spesimen komposit filler eceng

gondok dengan variasi 20%. Nilai kekuatan tarik tertinggi yaitu pada

spesimen V20%-04 dengan nilai 11,63 MPa sedangkan nilai terendahnya

pada spesimen V20%-01 dengan nilai 6,84 MPa. Nilai regangan tertinggi

yaitu pada spesimen V20%-03 & V20%-05 dengan nilai 0,00702 sedangkan

nilai terendahnya pada spesimen V20%-01 dengan nilai 0,00175. Nilai

modulus elastisitas tertinggi yaitu pada spesimen V20%-01 dengan nilai

3,9004 GPa sedangkan nilai terendahnya pada spesimen V20%-05 dengan

nilai 1,4270 GPa.

Dari Gambar 4.9 – 4.11 dapat dilihat bahwa spesimen komposit

dengan filler eceng gondok dengan variasi 25% memiliki nilai rata-rata

kekuatan tarik sebesar 9,49 MPa, rata-rata regangan sebesar 0,00649 dan

rata-rata modulus elastisitas sebesar 1,6469 GPa. Dari gambar tersebut juga,

kita dapat melihat nilai tertinggi dan terendah baik pada nilai kekuatan tarik,





yaitu pada spesimen V25%-03 dengan nilai 0,01053 sedangkan nilai

terendahnya pada spesimen V25%-02 dengan nilai 0,00351. Nilai modulus

elastisitas tertinggi yaitu pada spesimen V25%-02 dengan nilai 2,5964 GPa

sedangkan nilai terendahnya pada spesimen V25%-03 dengan nilai

0,9237GPa.


80

Dari Gambar 4.12 – 4.14 dapat dilihat bahwa spesimen komposit

dengan filler eceng gondok dengan variasi 30% memiliki nilai rata-rata

kekuatan tarik sebesar 1,07 MPa, rata-rata regangan sebesar 0,00632 dan

rata-rata modulus elastisitas sebesar 0,2876 GPa. Dari gambar tersebut juga,

kita dapat melihat nilai tertinggi dan terendah baik pada nilai kekuatan tarik,





yaitu pada spesimen V30%-02 dengan nilai 0,01404 sedangkan nilai

terendahnya pada spesimen V30%-01 dengan nilai 0,00175. Nilai modulus

elastisitas tertinggi yaitu pada spesimen V30%-01 dengan nilai 0,6979 GPa

sedangkan nilai terendahnya pada spesimen V30%-02 dengan nilai 0,0633

GPa.

Pengujian tarik yang dilakukan pada suatu material digunakan untuk

mengetahui seberapa besar gaya yang dibutuhkan dalam menarik bahan

hingga bahan tersebut mengalami putus. Semakin besar nilai kekuatan tarik

suatu material maka semakin besar pula gaya yang dibutuhkan untuk

menarik bahan hingga putus. Dari Gambar 4.15 dapat dilihat hasil rata-rata

tegangan dari spesimen bahan resin dan spesimen komposit dengan filler

eceng gondok. Nilai tertinggi dimiliki oleh spesimen bahan resin

dilanjutkan spesimen dengan fraksi volume 25%, 20% dan yang terendah

adalah 30%. Data nilai rata-rata tersebut adalah 52,49 MPa; 9,494 MPa;

9,106 MPa; 1,070 MPa.

Dari Gambar 4.16 dapat dilihat hasil rata-rata regangan dari spesimen

bahan resin dan spesimen komposit dengan filler eceng gondok. Dari grafik

tersebut dapat terlihat bahwa campuran filler eceng gondok pada fraksi

volume 20% membuat nilai regangan dengan nilai terendah. Hal ini dapat

disebabkan oleh perpaduan antara resin yang digunakan dengan filler eceng

gondok yang kurang rata pada proses pencetakannya sehingga hubungan


81

antara matriks dengan filler tidak saling mengikat satu sama lain. Sehingga

urutan nilai regangan dimulai dari tertinggi dimiliki oleh spesimen bahan

resin dilanjutkan spesimen dengan fraksi volume 25%, 30% dan yang

terendah adalah specimen dengan fraksi volume filler 20%. Data nilai rata-

rata tersebut adalah 0,02965; 0,00649; 0,00632 dan 0,00526. Dari Gambar

4.17 dapat dilihat hasil rata-rata modulus elastisitas dari spesimen bahan

resin dan spesimen komposit dengan filler eceng gondok. Dari grafik

tersebut menunjukkan bahwa semakin banyak campuran pengisi komposit

membuat nilai modulus elastisitasnya semakin meningkat. Nilai tertinggi

dimiliki oleh spesimen bahan resin dilanjutkan spesimen dengan fraksi

volume 20%, 25% dan yang terendah adalah 30%. Data nilai rata-rata

tersebut adalah 1,78 GPa; 1,78 GPa; 1,64 GPa dan 0,28 GPa.

Dari hasil data pengujian tarik yang dilakukan ditemukan bahwa

penambahan fraksi volume filler alam khususnya serat eceng gondok

sebagai filler pada bahan resin polyester yukalac R-108 tidak memberikan

pengaruh signifikan dalam meningkatkan kekuatan Tarik maupun regangan

dari bahan resin pengikat tersebut. Akan tetapi, nilai yang didapat

cenderung menurun. Penurunan tersebut disebabkan oleh penggabungan

bahan pengikat dan material pengisi yang kurang maksimal, sehingga resin

tidak dapat sepenuhnya meresap ke dalam serat eceng gondok. Faktor lain

yang dapat mempengaruhi penurunan tersebut adalah karakter serat eceng

gondok itu sendiri. Serat tersebut memiliki ketahanan jika ditarik searah

dengan arah seratnya tetapi akan lemah jika ditarik searah tegak lurus

dengan arah seratnya. Hal ini didukung dengan susunan serat yang dibuat

acak sehingga posisi serat tidak dapat diatur agar mendapatkan kekuatan

tarik yang lebih maksimal. Apalagi semakin meningkatnya fraksi volume

maka jumlah volume pengikat akan semakin sedikit, sehingga serat eceng

gondok tidak dapat terikat dengan baik.

Kekurangan pada saat pembuatan komposit menyebabkan kerusakan

awal yang banyak terjadi pada spesimen. Kekurangan tersebut


82

mengakibatkan adanya penumpukan filler pada bagian tertentu, adanya void

pada permukaan hasil cetak serta kecacatan pada dimensi dan bentuk

specimen yang kurang sempurna dikarenakan proses pemotongan. Faktor

kekuatan tarik dari komposit eceng gondok dipengaruhi oleh orientasi serat.

Susunan arah serat acak mengakibatkan arah serat tidak dapat diprediksi.

Hal tersebut menjadi kekurangan yang mengakibatkan menurunnya

kekuatan tarik spesimen yang dibuat. Karena kekurangan tersebut, tak

sedikit pula terjadi serat yang terlepas dari matriksnya, maka seharusnya

fungsi matriks sebagai bahan pengikat dapat lebih dimaksimalkan. Pada

komposit ini menunjukkan mekanisme lepasnya ikatan interface antar

material penyusun komposit saat terjadi pembebanan dan terkelupasnya

serat dari matriks atau sering disebut debonding.


83

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari seluruh hasil pengujian, perhitungan, pengamatan dan analisis data,

maka peneliti dapat mengambil beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1. Pada penelitian ini, penambahan serat eceng gondok pada komposit dapat

meningkatkan kemampuan redaman bunyi. Hal ini dikarenakan nilai

Noice Absorption Coefficient (NAC) pada setiap variasi frekuensi uji dari

setiap spesimen komposit menunjukkan nilai yang lebih besar dari nilai

NAC dari bahan komposit. Komposit eceng gongdok juga memenuhi

nilai α yang dianjurkan untuk material peredam bunyi. Nilai tersebut

adalah α > 0,3.

2. Pengaruh penambahan fraksi volume pada rentang 20% - 30% terhadap

kemampuan peredaman bunyi semakin banyak fraksi volume pada

pencampuran bahan komposit menyebabkan kemampuan peredaman

bunyi dari komposit filler eceng gondok semakin meningkat. Namun

kemampuan peredaman terbaik dimiliki oleh komposit dengan fraksi

volume 25% dari variasi frekuensi yang diuji.

3. Berdasarkan data uji peredaman dan uji tarik yang dilakukan, komposit

yang direkomendasikan sebagai alternative material peredam bunyi

adalah komposit dengan filler eceng gondok dengan fraksi volume

sebesar 25%. Hal ini dikarenakan kemampuan peredaman bunyi dari

komposit berpenguat 25% filler eceng gondok merupakan yang terbaik

dan jika dilihat dari aspek mekanismenya komposit tersebut memiliki

kekuatan Tarik dan regangan yang paling baik.

4. Berdasarkan data uji tarik pada komposit dengan filler eceng gondok yang

telah dilakukan, kekuatan tarik terbesar terdapat pada spesimen komposit

dengan filler eceng gondok 25% dengan nilai 9,75 MPa dan terkecil pada

komposit dengan filler eceng gondok 30% dengan nilai 0,89 MPa.

Regangan terbesar terdapat pda spesimen komposit dengan filler eceng


84

gondok 25% dengan nilai 0,01053 dan terkecil pada komposit dengan

filler eceng gondok 20% dengan nilai 0,00175. Modulus elastisitas

terbesar terdapat pada specimen komposit dengan filler eceng gondok

20% dengan nilai 3,90 GPa dan terkecil pada komposit dengan filler

eceng gondok 30% dengan nilai 0,0633 GPa.

5.2 Saran

Pada penelitian yang telah dilakukan masih terdapat beberapa kesalahan dan

kekurangan yang terjadi. Oleh karena itu, peneliti memberikan beberapa saran yang

kiranya dapat digunakan untuk lebih menyempurnakan penelitian selanjutnya,

berikut beberapa saran:

1. Pada proses pencetakan dengan cara compression molding, dengan

memberikan pembebanan yang besar dan merata pada tutup cetakan

untuk menghasilkan permukaan yang rata dan mengurangi rongga udara

(void).

2. Diperlukan modifikasi pada box agar lebih mudah dalam membaca nilai

yang ditampilkan oleh SLM yang diletakkan di dalam box.

3. Pada saat pengujian peredaman bunyi dianjurkan untuk mencari tempat

yang sepi/hening.

4. Dalam mengetahui kemampuan peredaman dari komposit dapat

dilakukan dengan mengubah material penguat lain yang memiliki sifat

dapat meredam suara dengan baik.


85

DAFTAR PUSTAKA

Annual Hand Book ASTM D638-02 Standard Test Method for Tensile Properties

of Plastics. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Material.

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

New York: John Wiley & Sons, Inc.

Gbson, R.F. (1994). Principles of Composite Material Mechanics. Singapore:

Mc.Graw Hill, Inc.

Prabowo Triharyanto (2018). Komposit Bambu Apus dengan Variasi Fraksi

Volume Filler sebagai Material Alternative Peredam Bunyi.

Yogyakarta:Universitas Sanata Dharma.

Kurniawan, Yosef Fajar Bayu (2018). Komposit Serat Bambu dengan Variasi

Orientasi Susunan Serat sebagai Material Alternatif Peredam Suara.

Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Perdana, Ricky Aditya (2018). Komposit serat bamboo dengan variasi jenis matriks

sebagai material alternative peredam suara.

Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Gani, A., A.K.M, Rahman. 2002. Journal Of Biological Science, 2(8) : 558-559.

Achmad Bagir & Gigih Eka Pradana. Pemanfaatan Serat Eceng Gondok Sebagai

Bahan Baku Pembuatan Komposit. Semarang: Universitas Diponegoro.

Riyan Heri S. 2016. Karakteristik Komposit Serat Eceng Gondok dengan Fraksi

Volume 15%,20%,25% terhadap Uji Bending, Uji Tarik dan Daya Serap Bunyi

untuk Dinding Peredam Suara. Surakarta: Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

Astika, I. Made. 2016. Karakteristik Serapan Suara Komposit Polyester

Berpenguat Serat Tapis Kelapa. Bali:Universitas Udayana, Dinamika Teknik

Mesin, Volume 6 No 1.

Onny. (2018). Pengertian Material Komposit.[Diakses tanggal 2 September 2018].

https://artikel-teknologi.com/

Anomin. (2004). Hot Moulding Processes. [Diakses tanggal 5 September 2018].

https://www.nuplex.com/

Anonim. (2004). Open Molding. [Diakses tanggal 5 September 2018].

https://www.daviesmolding.com/


86

LAMPIRAN

Gambar 5.0.1 Spesimen Komposit Peredam Suara Berpenguat 20% Eceng

Gondok


Gondok


87


Gondok

Gambar 5.0.4 Spesimen Bahan Resin


88

Gambar 5.0.5 Spesimen Komposit Berpenguat 20%



89


Gambar 5.0.8 Grafik Hasil Uji Tarik Untuk Bahan Resin


90

Gambar 5. 0.9 Grafik Hasil Uji Tarik Untuk Komposit dengan

Fraksi volume filler 20%




91



Gambar 5. 0.12 Hasil Patahan Bahan Resin


92

Gambar 5. 0.13 Hasil Patahan Spesimen Komposit filler 20%



93



serat eceng gondok sebagai filler … serat eceng gondok sebagai filler komposit peredam suara...

Documents