Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Akustik Dari Campuran Serat Kulit Rotan Dan Perekatpolivinil Asetat
1
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN AKUSTIK DARI CAMPURAN SERAT KULIT ROTAN DAN PEREKATPOLIVINIL ASETAT SKRIPSI AMALUDDIN NASUTION 100801030
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
2
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN AKUSTIK DARI CAMPURAN SERAT KULIT ROTAN DAN PEREKATPOLIVINIL ASETAT SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
AMALUDDIN NASUTION 100801030 DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN
Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI
PAPAN AKUSTIK DARI CAMPURAN SERAT KULIT ROTAN DAN PEREKAT POLIVINIL ASETAT
Kategori : SKRIPSI Nama : AMALUDDIN NASUTION Nomor Induk Mahasiswa : 100801030 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di Medan, Juli 2014
Komisi Pembimbing: Pembimbing 1 Pembimbing 2 Prof. Dr. T.Sembiring,M Sc Dr. Perdinan Sinuhaji, MS NIP.196212231991031002 NIP. 195903101987031002 Diketahui/ Disetujui Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN AKUSTIK
DARI CAMPURAN SERAT KULIT ROTAN
DAN PEREKAT POLIVINIL ASETAT
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan-ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2014 Amaluddin Nasution 100801030
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam yang telah memberikan rahmat dan karunia sehingga penulis dapat menyelasikan tugas akhir. Salawat beriring salam teruntuk Nabi besar Muhammad SAW yang menjadi teladan dalam menjalani kehidupan. Penulis ingin menyampaikan ungkapan terima kasih kepada: 1.
Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, Drs. Syahrul Humaidi, MSc. selaku Sekertaris Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, dan seluruh staf pengajar beserta pegawai administrasi di Departemen Fisika yang telah memberikan fasilitas kepada penulis selama perkuliahan.
2. Prof. Dr. Timbangen Sembiring, MSc. Selaku dosen pembimbing I, Dr.
Perdinan Sinuhaji, MS. selaku dosen pembimbing II, Dr. Kerista Sebayang, MS. selaku ketua penguji, dan Tua Raja Simbolon, S.Si, Msi. selaku sekretaris penguji yang telah memberikan kritik, saran, dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. Orangtua dan keluarga tercinta yang selalu memberikan dukungan moral dan spiritual kepada penulis.
4. Aini Fitri, Tiara, Bibah, Nisa, Sanah, Lia, Widya, Nia, Siti Nuraini, Ray, Elsa, Esnaria, Leni dan seluruh mahasiswa Fisika angkatan 2010 yang memberi dukungan dan bantuan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar menjadi lebih baik lagi.
Medan, Juli 2014 Penulis
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN AKUSTIK
DARI CAMPURAN SERAT KULIT ROTAN
DAN PEREKAT POLIVINIL ASETAT
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai penyerapan energi bunyi oleh papan akustik dari campuran serat kulit rotan dan perekat polivinil asetat menggunakan metode tabung impedansi. Sampel dengan perbandingan komposisi serat kulit rotan : perekat PVAc sebesar 100% : 0 dan 90% : 10% memiliki NRC terbesar yaitu 0,9. Papan akustik serat kulit rotan telah memenuhi standar sebagai peredam bunyi berdasarkan ISO 11654 den w 0,15 - 1. Densitas papan aksutik dari campuran gan α serat kulit rotan dan perekat PVAc telah memenuhi standar berdasarkan SNI 01–
3
4449–2006 dengan densitas 0,486 - 1,021 g/cm .Kuat tarik dan kuat lentur papan akustik dari campuran serat kulit rotan dengan perekat PVAc telah memenuhi standar berdasarkan SNI 01–4449–2006 dengan kuat tarik 5,27 – 42,66 MPa dan kuat lentur 12,63 - 19,82 MPa.
Kata kunci: tabung impedansi, koefisien serap bunyi, material akustik, serat kulit rotan, perekat PVAc.
PREPARATION AND CHARACTERIZATION
AN ACOUSTIC MATERIAL MADE FROM RATTAN FIBER
AND POLIVINIL ACETAT ADHESIVE
ABSTRACT
One research has been done to see sound absorbing by acoustic material made from rattan fiber with polivinil acetat adhesive use impedance tube methode. The maximumNRC of this material is 0,9 that is belong to speciment with rattan fiber : PVAc adhesive 100% : 0 and 90% : 10%. The acoustic material made from rattan fiber and PVAc adhesive is up to standart for absorber material according to ISO 11654 with 0,15 - 1. The density of this material is up to standart according to
α w
3 SNI 01–4449–2006 with density 0,486 – 1,021 g/cm . The tensile strength and the
flexural strength of this acoustic material is up to standart according to SNI 01– 4449–2006 with tensile strength 5,27 – 42,66 MPa and flexural strength 12,63 – 19,82 MPa.
Keywords: impedance tube, sound absorption coefficient, acoustic materials, Rattan fiber, PVAc adhesive.
DAFTAR ISI
2.3.1 Jenis-jenis Material Penyerap Bunyi
10
2.2 Kebisingan
12
2.2.1 Jenis Kebisingan
13
2.2.2 Sumber-sumber Kebisingan
14
2.2.3 Dampak Kebisingan Terhadap Kesehatan
15
2.2.4 Upaya Pengendalian Kebisingan
15
2.3 Material Akustik
17
18
9
2.3.2 Material Berserat
19
2.4 Tumbuhan Rotan
20
2.4.1 Rotan Semambu
20
2.4.2 Kandungan Kimia Tumbuhan Rotan
21
2.4.3 Manfaat Tumbuhan Rotan
22
2.5 Densitas
22
2.6 Perekat Polivinil Asetat
24
2.1.5 Pengukuran Penyerapan Bunyi
Halaman Persetujuan i
Pernyataan ii
1.3 Tujuan Penelitian
Penghargaan iii
Abstrak iv
Abstract v
Daftar Isi vi
Daftar Tabel viii
Daftar Gambar x
Daftar Grafik xi
Daftar Lampiran xiii
BAB 1. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
2
3
8
1.4 Manfaat Penelitian
3
1.5 Batasan Masalah
3
1.6 Sistematika Penulisan
4 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 Konsep Dasar Tentang Bunyi
5
2.1.1 Perambatan dan Kecepatan Bunyi
6
2.1.2 Intensitas dan Energi Bunyi
7
2.1.3 Pemantulan dan Penyerapan Bunyi
2.1.4 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Penyerapan Bunyi
2.7.1 Kuat Tarik (Tensile Strength)
24
2.7.2 Kuat Lentur (Flexural Strength)
26 BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
27
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
27
3.2 Peralatan dan Bahan
27
3.2.1 Peralatan
27
3.2.2 Bahan
28
3.3 Prosedur Penelitian
28
3.3.1 Penyiapan Serat Kulit Rotan
29
3.3.2 Perlakuan Pada Perekat PVAc
29
3.3.3 Pembuatan Papan Serat Kulit Rotan
29
3.4 Diagram Alir Penelitian
31
3.4.1 Penyiapan Serat Kulit Rotan
31
3.4.2 Tahap Penelitian
32 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
33
4.1 Perhitungan Densitas
33
4.2 Pengujian Koefisien Serap Bunyi
34
4.3 Pengujian Mekanik
44
4.3.1 Pengujian Kuat Tarik
44
4.3.2 Pengujian Kuat Lentur
49 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
52
5.1Kesimpulan
52
5.2 Saran
52 DAFAR PUSTAKA
53
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman Tabel
Tabel 2.1 Pembagian zona-zona peruntukan13 Tabel 2.2 Kandungan Kimia Beberapa Jenis Rotan
21 Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Densitas Papan Akustik Serat Kulit
33 Rotan – Perekat PVAc
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi Sampel dengan35 Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 100% : 0
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi Sampel dengan36 Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 90% : 10%
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi Sampel dengan37 Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 80% : 20%
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi Sampel dengan38 Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 70% : 30%
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi Sampel dengan39 Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 60% : 40%
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi Sampel dengan40 Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 50% : 50%
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi Sampel dengan41 Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 40% : 60%
Tabel 4.9 Perbandingan Daya Serap Bunyi Papan Serat Kulit42 Rotan - PVAc
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kuat Tarik Papan Akustik Serat48 Kulit Rotan
Tabel 4.11 Hasil Pengujian Kuat Tarik Papan Akustik Serat50 Kulit Rotan
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman Gambar
Gambar 2.1 Skema Tabung Impedansi untuk Pengukuran11 Koefisien Serap Bunyi.
Gambar 2.2 Karakteristik Akustik Material17 Gambar 2.3 Skema Pengujian Densitas
23 Gambar 2.4 Ukuran Spesimen Uji Tarik Berdasarkan ASTM D-638
25 Gambar 2.5 Skema Pengujian Kuat Lentur
26
DAFTAR GRAFIK
Nomor Judul Halaman Grafik Grafik 4.1 Hubungan Densitas dengan Komposisi Serat Kulit Rotan
34 Grafik 4.2 Hubungan Koefisien Serap Bunyi dengan Frekuensi
35 dari Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 100% : 0 Grafik 4.3 Hubungan Koefisien Serap Bunyi dengan Frekuensi
36 dari Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 90% : 10% Grafik 4.4 Hubungan Koefisien Serap Bunyi dengan Frekuensi
37 dari Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 80% : 20% Grafik 4.5 Hubungan Koefisien Serap Bunyi dengan Frekuensi
38 dari Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 70% : 30% Grafik 4.6 Hubungan Koefisien Serap Bunyi dengan Frekuensi
39 dari Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 60% : 40% Grafik 4.7 Hubungan Koefisien Serap Bunyi dengan Frekuensi
40 dari Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 50% : 50% Grafik 4.8 Hubungan Koefisien Serap Bunyi dengan Frekuensi
41 dari Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : Perekat PVAc Sebesar 40% : 60% Grafik 4.9 Hubungan Koefisien Reduksi Bising dengan Variasi
43 Variasi Komposisi Serat Kulit Rotan. Grafik 4.10 Hubungan Gaya Tarik dengan Pertambahan Panjang
44 pada Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : perekat PVAc sebesar 100% : 0 Grafik 4.11 Hubungan Gaya Tarik dengan Pertambahan Panjang
45 pada Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : perekat PVAc sebesar 90% : 10% Grafik 4.12 Hubungan Gaya Tarik dengan Pertambahan Panjang
45 pada Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : perekat PVAc sebesar 80% : 20% Grafik 4.13 Hubungan Gaya Tarik dengan Pertambahan Panjang
46 pada Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : perekat PVAc sebesar 70% : 30% Grafik 4.14 Hubungan Gaya Tarik dengan Pertambahan Panjang
46 pada Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : perekat PVAc sebesar 60% : 40% Grafik 4.15 Hubungan Gaya Tarik dengan Pertambahan Panjang
47 pada Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : perekat PVAc sebesar 50% : 50% Grafik 4.16 Hubungan Gaya Tarik dengan Pertambahan Panjang
47 pada Sampel dengan Perbandingan Komposisi Serat Kulit Rotan : perekat PVAc sebesar 40% : 60% Grafik 4.17 Hubungan Kuat Tarik dengan Komposisi Serat
49 Kulit Rotan pada Papan Akustik Serat Kulit Rotan - Perekat PVAc.
Grafik 4.17 Hubungan Kuat Lentur dengan Komposisi Serat
51 Kulit Rotan pada Papan Akustik Serat Kulit Rotan - Perekat PVAc.