Analisa Respon Mekanik Speed Bump Paduan Bahan Concrete Foam Dan Polymeric Foam Diperkuat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) yang Dikenai Beban Impact Jatuh Bebas
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Polisi tidur (speed bump) atau disebut juga sebagai alat pengurang
kecepatan adalah bagian jalan yang ditinggikan berupa tambahan aspal atau
semen yang dipasang melintang dijalan untuk pertanda memperlambat
laju/kecepatan kendaraan. Untuk meningkatkan keselamatan dan kesehatan bagi
pengguna jalan ketinggianya diatur dan apabila melalui jalan yang akan
dilengkapi dengan rambu-rambu pemberitahuan terlebih dahulu mengenai adanya
polisi tidur, khususnya pada malam hari, maka polisi tidur dilengkapi dengan
marka jalan dengan garis serong berwarna putih atau kuning yang kontras sebagai
pertanda.
Polisi tidur ini pertama kali dicetuskan oleh seorang fisikawan bernama
Arthur Holly Campton. Ketika itu ia merasa terganggu dengan cepatnya laju
kendaraan yang melintas didepan kantornya yang begitu bising terdengar. Maka
keluarlah gagasan untuk membuat sebuah konsep pembatas kecepatan laju
kendaran ditahun 1927, yang hingga kini sering disebut polisi tidur.
Ukuran polisi tidur sudah diatur dalam Keputusan Menteri Perhubungan
Nomor KM 3 Tahun 1994 tentang alat pengendali dan pengaman pemakai jalan.
Dimana disebutkan bahwa tinggi maksimum pembatas jalan adalah 12 cm dan
sudut kemiringan 15 %. Alat pembatas kecepatan tersebut juga harus diberi garis
serong dengan cat putih agar terlihat jelas oleh para pengendara yang hendak
melintas.
Polisi tidur akan bermanfaat jika ditempatkan dan didesain sesuai dengan
aturan misalkan dijalan lingkungan pemukiman, jalan lokal yang mempunyai
kelas jalan IIIC, dan yang ketiga adalah pada jalan-jalan yang sedang dilakukan
pekerjaan konstruksi. kemudian untuk aturannya ketinggian maksimumnya
tidak boleh lebih dari 15 cm, juga kemiringannya 15%. Jika dibuat sesuai dengan
kondisi diatas maka akan bermanfaat.
Universitas Sumatera Utara
Polisi tidur yang tidak sesuai standar bukan hanya merusak kendaraan, tapi
juga membahayakan sipengendara. Tinggi dan sudut kemiringan yang tidak sesuai
mengakibatkan beban kejut dan goncangan kendaraan yang terlalu besar.
Concrete foam adalah salah satu jenis beton ringan yang menggunakan
foam sebagai agregat ringannya. Pada umumnya concrete foam dibuat dengan 2
(dua) cara yaitu dengan metode kimia dan fisika. Pembuatan dengan metode
kimia adalah dengan memanfaatkan reaksi kimia dari blowing agent yang terjadi
didalam cetakan. Sementara dengan menggunakan metode fisika adalah
memanfaatkan foam generator untuk membuat busa secara terpisah. Setelah busa
terbentuk baru dimasukkan kedalam adonan beton dan selanjutnya kedalam
cetakan. Selain penggunaan busa sebagai agregat ringannya, banyak juga yang
menambahkan agregat ringan lainnya seperti fly ash, batu apung, expanded
polystyrene , Styrofoam, dll.
Kelemahan beton ringan adalah nilai kuat tekannya ( compressive strength )
terbatas, sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan struktural.
Pengembangan bahan campuran untuk membuat beton ringan sudah banyak
dilakukan seperti yang disebutkan sebelumnya. TKKS merupakan limbah akhir
dari pengolahan biji kelapa sawit yang masih kurang dimanfaatkan dan cenderung
dibuang begitu saja sebagai limbah atau dimanfaatkan sebagai pupuk alam atau
dibakar untuk menghasilkan abu gosok. Sehingga perlu dikaji kembali
pemanfaatan limbah TKKS ini menjadi salah satu bahan campuran beton ringan
untuk meningkatkan daya guna yang lebih baik.
Komposisi material bahan beton ringan diambil berdasarkan fraksi berat
material penyusun dari masing-masing material pendukungnya dengan variasi
terhadap semen, pasir, air, bahan pengembang dan serat TKKS. Variasi tersebut
untuk membentuk material beton ringan yang mempunyai kekuatan yang lebih
baik, ekonomis, serta dapat mengurangi berat akhir produk yang dihasilkan.
Untuk mengetahui kekuatan dan perilaku mekanik
dari beton ringan
tersebut, tentunya perlu diadakan pengujian lebih lanjut. Adapun metode
pengujian yang akan dilakukan adalah uji tekan statik dan dinamik yang kemudian
disimulasikan dengan program software komputer. Simulasi numerik yang
dimaksud adalah untuk mendapatkan distribusi tegangan dan regangan sebagai
Universitas Sumatera Utara
perilaku mekanik dari struktur beton ringan yang diperkuat serat TKKS akibat
beban tekan statik dan dinamik.
Salah satu hasil industri sawit yaitu tandan kosongnya atau biasa disebut
tandan kosong kelapa sawit (TKKS) setiap tahunnya menghasilkan perhektar
sebanyak ±23,3 ton limbah sawit. Biasanya setelah dilepaskan dari brondolan
tandan kosong ini lalu dibuang dan dibiarkan membusuk didaerah perkebunan
yang nantinya lama kelamaan membusuk sehingga menjadi pupuk, bukan saja
mengganggu kegiatan dalam mengelola perkebunan namun bau ditimbulkan dari
pembusukan ini dapat mengganggu aktivitas masyarakat lain yang tinggal
disekeliling daerah ini. Namun kini semakin dikembangkan menjadi produkproduk yang bermanfaat bahkan telah menjadi produk-produk yang memiliki nilai
jual. Banyak penelitian ilmiah yang berhubungan dengan limbah tandan kosong
kelapa sawit yang telah dikerjakan seperti: pembuatan papan partikel dengan
perekat fenol formaldehyde , dan bahan baku kertas.
1.2
Rumusan Masalah
Penelitian ini fokus terhadap pembuatan bentuk profil polisi tidur dari
material concrete foam dan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS agar
diperoleh desain struktur polisi tidur yang lebih baik dan lebih aman sesuai
standart. Serta untuk mengetahui distribusi tegangan pada profil dengan
menggunakan pengujian impak jatuh bebas.
1.3
Tujuan Penelitian
1.3.1. Tujuan Umun
Tujuan umum pada penelitian ini adalah menganalisis struktur Speed
Bump dari bahan Concrete Foam dan polymeric foam diperkuat Serat Tandan
Kosong Kelapa Sawit (TKKS) terhadap beban impak jatuh bebas.
1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Untuk mendapatkan proses desain/pembuatan speed bump dengan
menggunakan beton ringan yang dicampur dengan serat TKKS.
Universitas Sumatera Utara
2. Mengamati serta menyelidiki tegangan yang terjadi pada speed bump
dengan menggunakan pengujian impak jatuh bebas.
1.4.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah untuk memanfaatkan serta mengolah Tandan
Kosong Kelapa Sawit(TKKS) hasil pabrik kelapa sawit agar dapat bernilai
ekonomis dan berdaya jual tinggi. Produk speed bump ini akan direncanakan
untuk dipasang dijalan dan mememenuhi syarat ketentuan pemerintah dalam hal
pembuatan speed bump. Ukuran polisi tidur sudah diatur dalam Keputusan
Menteri Perhubungan Nomor KM 3 Tahun 1994 tentang alat pengendali dan
pengaman pemakai jalan. Dimana disebutkan bahwa tinggi maksimum pembatas
jalan adalah 12 cm dan sudut kemiringan 15 persen.
1.5.
Batasan Masalah
Untuk dapat arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan masalah
sebagai berikut.
1. Membuat speed bump berbahan concrete foam dan polymeric foam
diperkuat dengan serat TKKS.
2. Ukuran Spesimen yang dibuat 200 × 400 × 150 mm.
3. Pengujian dilakukan untuk mengetahui tegangan yang terjadi sewaktu
diberikan gaya maksimum pada spesimen dan melihat ketahanan
spesimen secara visual dengan parameter ukur retak atau tidaknya
spesimen uji.
1.6
Sistematika Penulisan
Pada penelitian ini berisikan:
BAB 1: PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang yang menentukan pengambilan penlitian dan
dilanjutkan dengan rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan
skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan
dengan penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang
lainnya.
BAB 3. METODOLOGI
Di dalam bab ini membahas tentang hal-hal yang ditujukan untuk
mencapai tujuan dimana mencakup dalam segi perencanaan dan
perhitungan.
BAB 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan menjelaskan hasil dari yang didapat dari hasil penelitian
meliputi data-data yang sudah ada maupun data-data tambahan.
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari semua penelitian yang dilakukan
untuk skripsi ini dan saran yang mendukung kedepannya.
6. DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh reverensi yang digunakan dalam penelitian untuk
pembuatan tugas akhir ini.
7. LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Polisi tidur (speed bump) atau disebut juga sebagai alat pengurang
kecepatan adalah bagian jalan yang ditinggikan berupa tambahan aspal atau
semen yang dipasang melintang dijalan untuk pertanda memperlambat
laju/kecepatan kendaraan. Untuk meningkatkan keselamatan dan kesehatan bagi
pengguna jalan ketinggianya diatur dan apabila melalui jalan yang akan
dilengkapi dengan rambu-rambu pemberitahuan terlebih dahulu mengenai adanya
polisi tidur, khususnya pada malam hari, maka polisi tidur dilengkapi dengan
marka jalan dengan garis serong berwarna putih atau kuning yang kontras sebagai
pertanda.
Polisi tidur ini pertama kali dicetuskan oleh seorang fisikawan bernama
Arthur Holly Campton. Ketika itu ia merasa terganggu dengan cepatnya laju
kendaraan yang melintas didepan kantornya yang begitu bising terdengar. Maka
keluarlah gagasan untuk membuat sebuah konsep pembatas kecepatan laju
kendaran ditahun 1927, yang hingga kini sering disebut polisi tidur.
Ukuran polisi tidur sudah diatur dalam Keputusan Menteri Perhubungan
Nomor KM 3 Tahun 1994 tentang alat pengendali dan pengaman pemakai jalan.
Dimana disebutkan bahwa tinggi maksimum pembatas jalan adalah 12 cm dan
sudut kemiringan 15 %. Alat pembatas kecepatan tersebut juga harus diberi garis
serong dengan cat putih agar terlihat jelas oleh para pengendara yang hendak
melintas.
Polisi tidur akan bermanfaat jika ditempatkan dan didesain sesuai dengan
aturan misalkan dijalan lingkungan pemukiman, jalan lokal yang mempunyai
kelas jalan IIIC, dan yang ketiga adalah pada jalan-jalan yang sedang dilakukan
pekerjaan konstruksi. kemudian untuk aturannya ketinggian maksimumnya
tidak boleh lebih dari 15 cm, juga kemiringannya 15%. Jika dibuat sesuai dengan
kondisi diatas maka akan bermanfaat.
Universitas Sumatera Utara
Polisi tidur yang tidak sesuai standar bukan hanya merusak kendaraan, tapi
juga membahayakan sipengendara. Tinggi dan sudut kemiringan yang tidak sesuai
mengakibatkan beban kejut dan goncangan kendaraan yang terlalu besar.
Concrete foam adalah salah satu jenis beton ringan yang menggunakan
foam sebagai agregat ringannya. Pada umumnya concrete foam dibuat dengan 2
(dua) cara yaitu dengan metode kimia dan fisika. Pembuatan dengan metode
kimia adalah dengan memanfaatkan reaksi kimia dari blowing agent yang terjadi
didalam cetakan. Sementara dengan menggunakan metode fisika adalah
memanfaatkan foam generator untuk membuat busa secara terpisah. Setelah busa
terbentuk baru dimasukkan kedalam adonan beton dan selanjutnya kedalam
cetakan. Selain penggunaan busa sebagai agregat ringannya, banyak juga yang
menambahkan agregat ringan lainnya seperti fly ash, batu apung, expanded
polystyrene , Styrofoam, dll.
Kelemahan beton ringan adalah nilai kuat tekannya ( compressive strength )
terbatas, sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan struktural.
Pengembangan bahan campuran untuk membuat beton ringan sudah banyak
dilakukan seperti yang disebutkan sebelumnya. TKKS merupakan limbah akhir
dari pengolahan biji kelapa sawit yang masih kurang dimanfaatkan dan cenderung
dibuang begitu saja sebagai limbah atau dimanfaatkan sebagai pupuk alam atau
dibakar untuk menghasilkan abu gosok. Sehingga perlu dikaji kembali
pemanfaatan limbah TKKS ini menjadi salah satu bahan campuran beton ringan
untuk meningkatkan daya guna yang lebih baik.
Komposisi material bahan beton ringan diambil berdasarkan fraksi berat
material penyusun dari masing-masing material pendukungnya dengan variasi
terhadap semen, pasir, air, bahan pengembang dan serat TKKS. Variasi tersebut
untuk membentuk material beton ringan yang mempunyai kekuatan yang lebih
baik, ekonomis, serta dapat mengurangi berat akhir produk yang dihasilkan.
Untuk mengetahui kekuatan dan perilaku mekanik
dari beton ringan
tersebut, tentunya perlu diadakan pengujian lebih lanjut. Adapun metode
pengujian yang akan dilakukan adalah uji tekan statik dan dinamik yang kemudian
disimulasikan dengan program software komputer. Simulasi numerik yang
dimaksud adalah untuk mendapatkan distribusi tegangan dan regangan sebagai
Universitas Sumatera Utara
perilaku mekanik dari struktur beton ringan yang diperkuat serat TKKS akibat
beban tekan statik dan dinamik.
Salah satu hasil industri sawit yaitu tandan kosongnya atau biasa disebut
tandan kosong kelapa sawit (TKKS) setiap tahunnya menghasilkan perhektar
sebanyak ±23,3 ton limbah sawit. Biasanya setelah dilepaskan dari brondolan
tandan kosong ini lalu dibuang dan dibiarkan membusuk didaerah perkebunan
yang nantinya lama kelamaan membusuk sehingga menjadi pupuk, bukan saja
mengganggu kegiatan dalam mengelola perkebunan namun bau ditimbulkan dari
pembusukan ini dapat mengganggu aktivitas masyarakat lain yang tinggal
disekeliling daerah ini. Namun kini semakin dikembangkan menjadi produkproduk yang bermanfaat bahkan telah menjadi produk-produk yang memiliki nilai
jual. Banyak penelitian ilmiah yang berhubungan dengan limbah tandan kosong
kelapa sawit yang telah dikerjakan seperti: pembuatan papan partikel dengan
perekat fenol formaldehyde , dan bahan baku kertas.
1.2
Rumusan Masalah
Penelitian ini fokus terhadap pembuatan bentuk profil polisi tidur dari
material concrete foam dan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS agar
diperoleh desain struktur polisi tidur yang lebih baik dan lebih aman sesuai
standart. Serta untuk mengetahui distribusi tegangan pada profil dengan
menggunakan pengujian impak jatuh bebas.
1.3
Tujuan Penelitian
1.3.1. Tujuan Umun
Tujuan umum pada penelitian ini adalah menganalisis struktur Speed
Bump dari bahan Concrete Foam dan polymeric foam diperkuat Serat Tandan
Kosong Kelapa Sawit (TKKS) terhadap beban impak jatuh bebas.
1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Untuk mendapatkan proses desain/pembuatan speed bump dengan
menggunakan beton ringan yang dicampur dengan serat TKKS.
Universitas Sumatera Utara
2. Mengamati serta menyelidiki tegangan yang terjadi pada speed bump
dengan menggunakan pengujian impak jatuh bebas.
1.4.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah untuk memanfaatkan serta mengolah Tandan
Kosong Kelapa Sawit(TKKS) hasil pabrik kelapa sawit agar dapat bernilai
ekonomis dan berdaya jual tinggi. Produk speed bump ini akan direncanakan
untuk dipasang dijalan dan mememenuhi syarat ketentuan pemerintah dalam hal
pembuatan speed bump. Ukuran polisi tidur sudah diatur dalam Keputusan
Menteri Perhubungan Nomor KM 3 Tahun 1994 tentang alat pengendali dan
pengaman pemakai jalan. Dimana disebutkan bahwa tinggi maksimum pembatas
jalan adalah 12 cm dan sudut kemiringan 15 persen.
1.5.
Batasan Masalah
Untuk dapat arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan masalah
sebagai berikut.
1. Membuat speed bump berbahan concrete foam dan polymeric foam
diperkuat dengan serat TKKS.
2. Ukuran Spesimen yang dibuat 200 × 400 × 150 mm.
3. Pengujian dilakukan untuk mengetahui tegangan yang terjadi sewaktu
diberikan gaya maksimum pada spesimen dan melihat ketahanan
spesimen secara visual dengan parameter ukur retak atau tidaknya
spesimen uji.
1.6
Sistematika Penulisan
Pada penelitian ini berisikan:
BAB 1: PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang yang menentukan pengambilan penlitian dan
dilanjutkan dengan rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan
skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan
dengan penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang
lainnya.
BAB 3. METODOLOGI
Di dalam bab ini membahas tentang hal-hal yang ditujukan untuk
mencapai tujuan dimana mencakup dalam segi perencanaan dan
perhitungan.
BAB 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan menjelaskan hasil dari yang didapat dari hasil penelitian
meliputi data-data yang sudah ada maupun data-data tambahan.
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari semua penelitian yang dilakukan
untuk skripsi ini dan saran yang mendukung kedepannya.
6. DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh reverensi yang digunakan dalam penelitian untuk
pembuatan tugas akhir ini.
7. LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara