kelapa sawit, semen PC, dan pasir sebagai bahan utama dalam pembuatan bahan bangunan yang ringan serta memiliki karakteristik mekanik tinggi dan ramah
lingkungan Agus, H.S.W., 2002.
Pada penelitian ini serat yang digunakan adalah serat tandan kosong kelapa sawit, yang tersedia dalam jumlah banyak dan belum dimanfaatkan.
Selama ini limbah tandan tersebut belum dimanfaatkan atau dengan kata lain hanya dibuang sebagai sampah. Padahal tandan kelapa sawit ini mempunyai
kandungan serat yang cukup tinggi mengandung selulosa dan holoselulosa yang tinggi. Untuk itu peneliti mencoba memanfaatkan serat tandan kosong sawit ini
sebagai serat dalam pembuatan beton yang selanjutnya disebut sebagai beton
serat.
Penelitian yang menggunakan serat tandan kosong kelapa sawit ini memang sudah banyak dimanfaatkan, misalnya untuk papan partikel, untuk
genteng beton. Akan tetapi belum ada yang menyangkut beton khususnya beton serat. Oleh sebab itu adanya penelitian ini diharapkan dapat memberikan
sumbangan bagi pengembangan ilmu pengetahuan yaitu dalam hal teknologi bahan dan rekayasa beton. Disamping itu untuk dunia industri jasa konstruksi,
dengan keberhasilan penelitian ini, maka serat tandan kosong kelapa sawit ini dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan tingkat daktilitas yang lebih tinggi dari
beton biasa. Sedangkan bagi lingkungan, dengan pemanfaatan serat ini akan mengurangi pencemaran akibat pembakarannya.
1.2 Perumusan masalah
1. Untuk menguasai teknik pembuatan beton serat kedap suara dengan
pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit, semen PC, dan pasir. 2.
Untuk mengetahui karakteristik dari material beton kedap suara dengan pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit, semen PC, dan pasir sebagai
bahan baku utamanya.
Universitas Sumatera Utara
1.3 Batasan masalah
Pada penelitian ini membahas tentang karakteristik fisis dan mekanis, peredaman suara serta struktur mikro dari beton dengan pemanfaatan tandan
kosong kelapa sawit, semen PC, dan pasir sebagai bahan pembentuknya. Pada kajian ini serat tandan kosong kelapa sawit yang digunakan adalah berasal dari
Sumatera Utara dengan variasi komposisi 0, 2, 4, 6, 8, dan 10 volum, sedangkan komposisi material lainnya dibuat tetap.
1.4.Tujuan Penelitian
1. Mengetahui karakteristik fisik dari pembuatan beton kedap suara berbasis
bahan baku serat tandan kosong kelapa sawit, semen PC, dan pasir. 2.
Mengetahui karakteristik mekanik dari pembuatan beton serat kedap suara berbasis serat tandan kosong kelapa sawit, semen PC dan pasir.
3. Mengetahui struktur mikro dan peredaman suara dari komposit beton serat
menggunakan bahan baku serat tandan kosong kelapa sawit, semen PC dan pasir.
1.5.Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah untuk mengetahui tentang:. 1.Mengetahui tehnik pembuatan beton kedap suara dari serat tandan kosong
kelapa sawit semen PC dan pasir 2.Pada komposisi berapakah serat tandan kosong kelapa sawit yang digunakan
untuk menghasilkan beton kedap suara seagai bahan bangunan.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Komposit
Kemajuan industri material khususnya komposit berbasis material sintetis sudah semakin pesat. Sedangkan penggunaan bahan alam sebagai bahan dasar
masih sedikit. Padahal alam menyediakan bahan yang murah dan melimpah untuk dikembangkan menjadi beragam produk. Komposit adalah suatu bahan yang
terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang membentuk suatu kesatuan. Aplikasi dari komposit ini antara lain: dinding panel, plavon, genteng yang
diperkuat dengan serat FRC-fiber reinforced concrete saat ini sudah banyak digunakan dalam bangunan.
Komposit alam memiliki keistimewaan renewable, ramah lingkungan terdegradasi, dan harga yang murah. Sedangkan serat sintetis sukar
terdegradasi, menghasilkan CO, dan debu yang berbahaya bagi kesehatan jika didaur ulang. Material berbasis polimer memiliki ketahanan korosi yang tinggi
pada lingkungan asam chlorin. Tetapi material polimer memiliki kekuatan mekanik yang relatif rendah, karena itu diperlukan serat fiber sebagai penguat.
Sifat ketahanan korosi polimer yang tinggi dipadukan dengan kekuatan mekanik dari serat fiber merupakan salah satu nilai jual dari material komposit matrik
polimer Deni S,dkk.2007. Sedangkan serat sebagai elemen penguat sangat
menentukan sifat mekanik komposit karena meneruskan beban yang didistribusikan oleh matriks. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik
lamina antara lain orientasi, ukuran, dan bentuk serat. Serat alam dikombinasikan dengan resin sebagai matriks akan menghasilkan komposit alternatif dengan
memvariasikan arah orientasi serat alam gambar 2.1, sehingga diharapkan diperoleh hasil kekuatan mekanik komposit yang maksimal Gibson ,1994.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Arah orientasi pada komposit FRP, a unidirectional dan b quasi- isotropic
Komposit merupakan penggabungan dua atau lebih material secara makroskopis antara serat dan matriks. Makroskopis menunjukkan bahwa material
pembentuk dalam komposit masih terlihat seperti aslinya, berbeda dengan penggabungan dalam alloy melalui proses solidifikasi peleburan homogen, yaitu
material pembentuknya sudah tidak terlihat lagi. Tujuan dari penggabungan tersebut tidak hanya untuk memperoleh sifat aditif dari material pembentuknya
tetapi terutama untuk memperoleh sifat sinergisnya Gibson, 1994. Serat berfungsi memperkuat matriks karena umumnya serat jauh lebih kuat dari
matriks. Matriks berfungsi melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan. Sedangkan secara garis besar terdapat tiga macam jenis komposit
fiber reinforced polymer FRP berdasarkan penguat serat yang digunakan
gambar 2.2. Komposit serat fibrous composites terdiri dari satu lamina lapisan yang menggunakan penguat berupa serat fiber yang disusun secara
acak maupun dengan arah orientasi tertentu bahkan dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Komposit partikel particulate composites
menggunakan partikel serbuk sebagai penguat dan terdistribusi secara merata di dalam matriks. Dan komposit laminat laminated composites jenis komposit yang
terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya
memiliki karakteristik sendiri Morissco, 1999.
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan beberapa sifat fisika bambu fiber, antara lain: wettability yaitu kemampuan cairan untuk menempel pada permukaan benda padat yang
berpengaruh terhadap adhesi. Kandungan air, mempengaruhi sifat mekanik bambu sebelum perlakukan 50 – 99 setelah dikeringkan 12–18 . Berat jenis bambu
antara 600 – 900 kgm
3
untuk bambu apus memiliki berat jenis rata-rata 820 kgm
3
≈ 82 Nmm
2
Penelitian di bidang bambu terdahulu dengan semua spesimen uji dibuat dari bambu yang tanpa buku. Sebagai pembanding dipakai
baja tulangan beton dengan tegangan luluh sekitar 2400 kgcm
2
≈ 240 Nmm
2
, hasil dalam penelitian tersebut seperti pada gambar 2.3 di bawah ini:
Gambar2.2. Jenis komposit. a komposit serat, b komposit partikel dan c komposit laminat
Matriks Matriks
Matriks
Fiber Fiber
c a
b
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan kurva regangan- regangan di atas, kuat tarik bambu ori cukup tinggi hampir mencapai 5000 kgcm
2
dan kuat tarik rata-rata bambu petung juga lebih tinggi dari baja. Dalam makalah ini jenis bambu yang dipilih sebagai
penguat adalah bambu apus gigantochloa apus dengan pertimbangan bambu ini bersifat kuat, liat, dan lurus. Bambu apus tidak mudah terserang hama bubuk
sekalipun tidak diawetkan. Namun kesulitan dalam teknik komposit serat alam adalah bahan alam mempunyai struktur dan karakter yang kompleks sehingga
Gambar2.3. Kurva tegangan-regangan bambu dan baja Gibson,1994
Universitas Sumatera Utara
diperlukan perlakuan khusus. Pokok permasalahan makalah ini adalah pengembangan bahan alam bambu apus sebagai bahan penguat reinfrocement
pada komposit epoxy dan karakteristik mekanik dari bahan komposit berpenguat serat bambu. Dengan harapan, bahan alam ini dapat dijadikan sebagai bahan
alternatif disamping penggunaan bahan baku sintetis pada industri komposit. Sehingga dapat diprediksi layak atau tidaknya bambu untuk dijadikan bahan
penguat komposit Deni .S,dkk.2008.
Beton adalah bahan konstruksi yang berbasis perekat semen, dan agregatnya berupa: pasir dan batu kerikil. Beton umumnya digunakan untuk
konstruksi rumah, gedung, jembatan, jalan dan lain-lain. Karakteristik beton yang beredar di pasar, memiliki densitas sebesar: 2,0 – 2,5 gcm
3
, dan kuat tekan: 3 – 50 MPa Yassar .E .,dkk .2008. Beton ini tergolong cukup berat, untuk satu panel
berukuran 240 x 60 x 6 cm, dengan bobot sekitar 100 - 125 kg. Oleh karena itu untuk mengangkat ataupun instalasinya memerlukan tenaga lebih dari satu orang
atau alat berat sebagai media pembantu. Beton dengan perekat semen disamping berat, mempunyai kelemahan lainnya: pengerasannya cukup lama 28 hari, tidak
tahan terhadap lumut atau kelembaban tinggi dan menyebabkan beton cepat rapuh Cavaleri, L.N., dkk,2003. Cara mengatasinya, perlu dilakukan proses
perekayasaan material beton sehingga kelemahan tersebut dapat diminimalkan Menurut Tjokrodimuljo dan Kardiyono,1996 ,beton serat adalah bahan
komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat. Serat pada umumnya berupa batang – batang dengan diameter antara 5 dan 500 mm,
dan panjang sekitar 25 mm sampai 100 mm. Bahan serat berupa serat asbestos, serat tumbuh – tumbuhan rami, bambu, ijuk serta serat plastik polypropylene
atau potongan kawat baja. Sedangkan menurut Suhendro, 1991 , beton serat
adalah beton yang terdiri dari serat baja, serat plastik, serat karbon dan serat fiberglass. Untuk keperluan non struktural, dapat digunakan pula serat dari bahan
alamiah seperti ijuk, sabut kelapa atau serat dari tumbuh – tumbuhan lainnya. Beton serat Fiber Reinforced Concrete menurut ACI Committee yang
dikutip oleh Suryani, 1996 adalah konstruksi beton dengan bahan yang terdiri
atas semen, agregat halus, agregat kasar dan sejumlah kecil serat fiber.
Universitas Sumatera Utara
Kelecakan workability beton akan berkurang dengan adanya penambahan serat, yang sejalan dengan pertambahan konsentrasi serat volume friction dan aspek
rasio serat, yaitu panjang serat dibagi diameter serat 1d. Penurunan workability dapat diatasi dengan memperbesar jumlah air semen atau pemakaian bahan
tambahan additive. Jika serat yang dipakai mempunyai modulus elastisitas lebih tinggi dari pada beton, misalnya kawat baja, maka beton serat mempunyai kuat
tekan, kuat tarik, maupun modulus elastisitas yang sedikit lebih tinggi dari pada beton biasa.
Ferrocement fiber reinforced concrete merupakan komposit yang
digunakan sebagai bahan bangunan dan konstruksi rumah. Terdiri dari matriks bahan pengikat dari mortar campuran semen, pasir, dan air dengan komposisi
tertentu , fiber dari kawat anyaman wire mesh, dan tulangan rangka sebagai
penguat. Teknik pengerjaan tidak jauh berbeda dengan pengerjaan beton bertulang pada umumnya. Hanya saja pada ferrocement memerlukan volume yang lebih
sedikit dari beton bertulang. Pengembanganya telah dimulai sekitar 25 tahun yang lalu untuk aplikasi struktur pantai. Setelah tahun 1978, ferrocement mulai
diaplikasikan untuk struktur masjid, bangunan monumental, dan struktur irigasi. Ferrocement
sangat tepat apabila digunakan sebagai bangunan dan konstruksi perumahan, karena kuat, dan cepat dalam pengerjaan dibandingkan dengan
dinding bata konvensional. Kelebihan lainnya adalah dapat dicetak dalam berbagai bentuk dengan ukuran lebih kecil dari 25 mm, lebih ringan, biaya
perawatan yang rendah, dan life time tinggi. Dari penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa ferrocement memiliki ketahanan terhadap beban impak yang
tinggi, awet, dan kedap air. Untuk pengembangan selanjutnya di harapkan ferrocement
dapat digunakan untuk aplikasi rumah tahan gempa dan lambung kapal. Susunan ferrocement yang terdiri dari mortar dan tulangan baja
ditampilkan pada gambar 2 4.
Universitas Sumatera Utara
Matriks pengikat
Di dalam ferrocement, matriks berfungsi sebagai pengisi ruang komposit untuk mentransfer tegangan antar matriks, melindungi dari kondisi lingkungan
luar dan menjaga permukaan serat dari pengikisan serat fiber. Dengan demikian serat tersebut dapat bekerja secara efektif jika diatur dalam arah, dimana serat
tersebut memiliki kekuatan tarik terbesar dan akan memberikan manfaat pada saat regangan yang besar terjadi. Pada campuran mortar, semen yang digunakan
haruslah terbebas dari lumpur dan benda asing lainnya serta dikondisikan kering dalam jangka waktu pendek PHHB Group,2008.
2.2.Semen PC Potland Cement
Semen merupakan bahan yang mempunyai sifat adhesif dan kohesif, digunakan sebagai bahan pengikat bounding material yang dapat mengikat
butiran – butiran agregat menjadi bentuk yang kompak. Semen yang biasa digunakan sebagai material ferrocement adalah semen tipe portland, karena
Gambar2.4. Susunan ferrocement Djausal , A.2001 Reinforced
penguat
Universitas Sumatera Utara
memilki kualitas baik. Pasir yang digunakan harus dapat menghasilkan adukan dan ikatan yang baik dengan semen, air, dan serat kelapa.
