bab ii tinjauan pustaka - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/bab ii.pdf · fungsi dari...

25
7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposit 2.1.1 Definisi Komposit Menurut Schwartz (1984) adalah suatu material yang terdiri dari unsur unsur dua atau lebih material yang secara makro berbeda didalam bentuk dan atau komposisi penyusunnya tidak dapat dipisahkan. Dari hasil kombinasi tersebut menghasilkan sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya. Pada proses pembuatannya, komposit dihasilkan dari dua atau lebih material agar terbentuk sifat material baru yang unik dibandingan sifat material pada umumnya. Sehingga sifat material komposit dapat diatur lebih leluasa dengan cara mengatur jumlah komposisi material penyusunnya. Komposit terdiri dari dua bagian utama penyusunnya, penguat dan matriks. Penguat umumnya berbentuk serat dan memiliki ductility yang rendah namun lebih rigid dan kuat. Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan matriks berfungsi sebagai perekat dan juga sebagai penyalur gaya saat komposit terkena beban. Matriks memiliki ductility yang lebih tinggi namun rigiditas yang lebih rendah.

Upload: others

Post on 02-Dec-2020

12 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposit

2.1.1 Definisi Komposit

Menurut Schwartz (1984) adalah suatu material yang terdiri dari

unsur – unsur dua atau lebih material yang secara makro berbeda didalam

bentuk dan atau komposisi penyusunnya tidak dapat dipisahkan. Dari hasil

kombinasi tersebut menghasilkan sifat mekanik dan karakteristik yang

berbeda dari material pembentuknya. Pada proses pembuatannya, komposit

dihasilkan dari dua atau lebih material agar terbentuk sifat material baru

yang unik dibandingan sifat material pada umumnya. Sehingga sifat

material komposit dapat diatur lebih leluasa dengan cara mengatur jumlah

komposisi material penyusunnya. Komposit terdiri dari dua bagian utama

penyusunnya, penguat dan matriks. Penguat umumnya berbentuk serat dan

memiliki ductility yang rendah namun lebih rigid dan kuat. Fungsi dari

penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena

beban. Sedangkan matriks berfungsi sebagai perekat dan juga sebagai

penyalur gaya saat komposit terkena beban. Matriks memiliki ductility

yang lebih tinggi namun rigiditas yang lebih rendah.

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

8

2.1.2 Jenis-jenis Komposit

Secara umum komposit diklasifikasikan menjadi 3 jenis berdasarkan

material penguatnya.

1. Fibrous Composites (komposit serat). Merupakan komposit yang terdiri

dari satu lapisan atau satu laminat yang menggunakan penguat berupa

serat.

2. Particulalate Composites (komposit partikel). Merupakan komposit

yang menggunakan partikel serbuk sebagai penguatnya.

3. Laminated Composites (komposit laminat). Merupakan jenis komposit

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

setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.

Beberapa contoh komposit

Gambar 2.1 Komposit

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

9

Gambar 2.2 Foto Mikro Kayu Lapis (Plywood)

Kayu lapis adalah komposit laminat dari lapisan veneer kayu.

Gambar 2.3 Foto Mikro Fiberglass

Fiberglass adalah jenis komposit dengan penguat serat kaca.

Gambar 2.4 Foto Mikro Beton

Beton merupakan jenis komposit dengan penguat pasir kasar.

Berdasarkan strukturnya, komposit dapat dibagi menjadi dua

yaitu struktur laminate dan struktur sandwich.

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

10

Gambar 2.5 Komposit Laminat

Gambar 2.6 Komposit dengan Struktur Sandwich

Pada umumnya komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda

yaitu :

1. Penguat (reinforcement), umumnya berbentuk serat dan partikel yang

mempunyai ductility yang rendah tetapi lebih rigid dan lebih kuat.

Gambar 2.7 Penguat

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

11

2. Matriks, umumnya memiliki ductility yang tinggi tetapi mempunyai

kekuatan dan rigiditas yang lebih rendah.

Gambar 2.8 Matriks

2.2 Komponen Bahan Komposit

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau

lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen. Dua bahan

utama pada komposit yaitu matrik dan reinforcement agent.

Contoh matrik pada komposit adalah :

a. Logam

b. Keramik

c. Polimer

Contoh Reinforcement agent pada komposit adalah :

• Fiber (serat)

• Partikel

• Flake

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

12

2.3 Pengelompokan Komposit

Matrik dalam komposit berfungsi sebagai bahan pengikat serat menjadi

sebuah unit struktur, melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau

memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik,

sehingga serat dan matrik dapat saling mengikat.

2.3.1 Berdasarkan bentuk penguatnya secara umum komposit dapat di

kelompokan kedalam tiga jenis (Robert. M. Jones : 7), yaitu:

1. Particulated composites

Merupakan kompositdnyang mengandung bahan penguat

berbentuk partikel atau serbuk. Komposit ini bisa dibuat dengan satu

jenis material ataupun dengan lebih dari satu material, yang

digabungkan atau dikombinasikan dalam skala makroskopis (dapat

terlihat langsung oleh mata) sehingga dapat menjadi material baru yang

lebih berguna. Ukuran, bentuk, dan material partikel merupakan faktor

yang mempengaruhi sifat mekanik dari komposit partikel. Hal yang

perlu diperhatikan dalam pembuatan komposit partikel adalah dengan

menghilangkan unsur udara dan air karena adanya udara dan air disela-

sela partikel dapat mengurangi kekuatan dan mengurangi ketahanan

retak bahan.

a) Sifat-sifat komposit partikel dipengaruhi beberapa faktor, antara lain :

• Rancangan partikel.

• Ukuran dan bentuk partikel.

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

13

• Sifat-sifat atau bahan partikel.

• Rasio perbandingan antara partikel

b) Pengaruh peningkatan kehalusan partikel pada komposit antara lain:

• Meningkatkan kerapatan.

• Memperkecil diameter pori.

• Meningkatkan nilai porositas.

• Meningkatkan kekuatan tekan dan kekuatan lentur.

c) Keuntungan membuat komposit menggunakan reinforcement

berbentuk partikel :

• Kekuatan lebih seragam pada berbagai arah .

• Dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan

meningkatkan

• kekerasan material.

• Cara penguatan dan pengerasan oleh partikular adalah dengan

• menghalangi pergerakan dislokasi.

d) Jenis-jenis Particulated Composite:

• Partikel komposit organik

• Partikel komposit non-organik

2. Fibrous composites

Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu laminat

atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat atau fiber.

Serat yang digunakan bisa berupa serat yang memiliki kekuatan dan

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

14

kekakuan lebih besar bila dibandingkan dengan bahan pengikat atau

matriknya. Contohnya glass fibers, carbon fibers, dan aramid fibers

(poly aramide ). Serat ini dapat disusun menjadi tiga macam yaitu:

a) Bentuk linear

• continuous fiber (serat panjang) dan

• discontinuous/whiskers fiber (serat pendek)

b) Bentuk dua dimensi penyusunan yang berorientasi dengan sumbu x,

dan y. Bentuk penyusunan dua dimensi dapat dibedakan menjadi 6

yaitu, serat panjang secara searah (unidirectional continuous), serat

panjang secara dua arah (bidirectional continuous), serat panjang secara

banyak arah (multidirectional continuous), serat panjang secara acak

(random continuous), serat pendek secara searah (unidirectional

discontinuous), dan serat pendek secara acak (random discontinuous).

c) Bentuk tiga dimensi penyusunan yang berorientasi dengan sumbu x,

y,dan z.

3. Laminated composites

Komposit ini terdiri dari dua atau lebih material yang disusun

berlapis-lapis. Pembuatan tumpukan lapisan ini bertujuan untuk

mendapatkan sifat-sifat yang baru seperti kekuatan, kekakuan,

ketahanan akan korosi, dan juga untuk mendapatkan penampilan yang

lebih atraktif.

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

15

2.3.2 Berdasarkan jenis matriknya komposit dapat digolongkan menjadi

tiga macam, yaitu:

1. Ceramic matrix composites

CMC merupakan material keramik yang mengandung fasa

inklusi sekunder. Fasa inklusi sekunder ini dapat berupa fiber,

wishker,platelet, atau partikulat. Keramik memiliki sifat-sifat yang

menarik seperti kekakuan, kekerasan, tahan korosi dan kekuatan tekan

yang tinggi serta kerapatan yang rendah. Namun bahan ini juga

memiliki kelemahan yaitu ketangguhan dan tegangan tarik yang rendah.

Pembuatan keramik sangat sulit dan memerlukan biaya yang mahal.

Inklusi fasa sekunder mampu meningkatkan toleransi terhadap

kerusakan, meningkatkan kelenturan dan tegangan yang tinggi.

Keuntungan dari CMC :

• Dimensinya stabil bahkan lebih stabil daripada logam.

• Sangat tangguh, hampir sama dengan ketangguhan dari cast

iron.

• Mempuyai karakteristik permukaan yang tahan halus.

• Unsur kimianya stabil pada suhu tinggi.

• Tahan pada temperatur tinggi (creep).

• Tahan terhadap korosi.

2. Metal matrix composites

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

16

MMC merupakan komposit yang menggunakan logam seperti

alumnium sebagai matriknya dan penguatnya dengan serat seperti

silikon karbida. Komposit jenis ini banyak digunakan dalam dunia

perindustrian.

MMC memiliki sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan

PMC, yaitu:

• Tahan terhadap temperatur tinggi.

• Tidak menyerap kelembapan.

• Kekuatan tekan dan geser yang baik.

• Tidak mudah terbakar.

• Ketahanandaus dan muaiatermal yang lebih baik.

• Transfer tegangan dan regangan yang baik.

Contoh bendanya :

Gambar 2.9 Aplikasi Metal Matrix Komposites

3. Polymer matrix composites

Komposit ini merupakan komposit yang paling sering digunakan

dan ditemui pada barang-barang disekitar. PMC sering disebut juga

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

17

dengan polimer berpenguat serat (FRP: Fibre Reinforced Polymers or

Plastics) bahan ini menggunakan suatu polimer berdasarkan resin

sebagai matriknya, dan dengan serat kaca, atau karbon, atau armid

(Kevlar) sebagai penguatnya.

Menurut (Sudira, 1985)jenis-jenis polimer yang sering digunakan :

• Thermoplastic

Merupakan plastik yang dapat dilunakan berulangkali

(recycle) dengan menggnakan panas. Thermoplastic merupakan

polimerdgyang akan menjadi keras apabila didinginkan.

Thermoplastic akan meleleh jika dipanaskan pada suhu tertentu,

dan melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat

dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali

mengeras bila didinginkan.

contoh : poliester, nylon 66, dan poliester sulfon.

• Thermoset

Merupakan plastik yang tidak dapat mengikuti perubahan

suhu (irrevesibel ). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka

bahan tidak dapat dilunakkan kembail. Pemanasan yang tinggi

tidak akan melunakkan thermoset melainkan akan membentuk

arang dan terurai, karena sifatnya yang demikian maka

thermoset sering dipakai sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

18

melamin. Plastik jenis thermoset tidak begitu menarik dalam

proses daur ulang karena selain sulit penangannya juga

volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis

plastik yang bersifat thermoplastic. Contohnya : Epoksida,

Bismaleimida (BMI), dan Poli- imida (PI).

Kelebihan PMC :

• Biaya pembuatan lebih rendah.

• Dapat dibuat dengan produksi masal.

• Ketangguhan baik.

• Tahan simpan.

• Lebih ringan.

• Kemampuan mengikuti bentuk yang baik

2.4 Material Penguat

Fungsi material penguat adalah penahan beban utama komposit. Salah

satu bentuk dari penguat yaitu serat. Kriteria yang harus dipertimbangkan

dalam memilih penguat komposit berjenis serat adalah :

• elongasi saat patah,

• kestabilan thermal,

• sifat tarik menarik (adhesi) antara fiber dan matriks,

• dynamic behavior,

• harga dan biaya produksi.

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

19

Serat yang digunakan seharusnya mempunyai diameter yang lebih kecil

dari diameter matriksnya dan mempunyai kekuatan tarik yang tinggi. Serat

dapat diklasifikasikan berdasarkan material pembentuknya yaitu serat sintesis

dan serat alam. Contoh serat sintetis diantaranya serat kaca (fiberglass), aramid

fiber (kevlar), serat karbon (carbon fiber). Sedangkan contoh serat alam yang

terkenal di masyarakat diantaranya yaitu serat kelapa, serat rami, serat kapas,

serat bambu, serat rotan, dan sebagainya. Serat sintetis atau serat buatan

memiliki kelebihan seperti serat yang kuat, tahan korosi dan panas dan mudah

diproduksi secara massal. Namun serat sintetis juga memiliki kekurangan yaitu

tidak dapat terurai oleh bakteri sehingga tidak ramah lingkungan. Salah satu

contoh serat sintetis yang biasa digunakan dalam industri plastik dan industri

perkapalan adalah serat kaca (fiberglass). Serat ini relatif lebih murah

dibandingkan serat sintetis yang lain dan memiliki karakteristik yang baik.

Serat ini biasa digunakan dalam sebagian besar aplikasi kelautan disamping

serat polimer seperti kevlar atau serat carbon.

Serat alam adalah serat yang terdapat pada tumbuhan atau bulu hewan

yang digunakan sebagai bahan alternatif pengganti serat sintetis. Menurut

Chandrabakty (2011) terdapat beberapa alasan menggunakan serat alam

sebagai penguat komposit sebagai berikut :

• Lebih ramah lingkungan dan biodegradable dibandingkan dengan

serat sintetis.

• Berat jenis serat alam lebih kecil

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

20

• Komposit serat alam memiliki daya redam akustik yang lebih tinggi

dibandingkan komposit serat sintetis.

• Serat alam lebih ekonomis dari serat sintetis.

Sedangkan kekurangan dari serat alam diantaranya yaitu kekuatan tarik

dan modulus tarik yang masih berada di bawah serat sintetis, dimensi serat yang

bervariasi dan tidak beraturan sehingga kualitas serat berbeda – beda, hasil

panen yang fluktuatif tergantung iklim, dan penyakit tanaman.

2.5 Serat Kelapa Sawit

Pada penelitian ini penulis menggunakan serat kelapa sawit sebagai

penguat komposit. Berdasarkan data dari kementrian pertanian, pada tahun

2015 tercatat produksi kelapa sawit sebesar 31,284,306.00 ton dengan

produktivitas sebesar 3,679.00 Kg/Ha. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)

merupakan kumpulan serat yang tertinggal setelah memisahkan buah dari

tandan buah segar yang telah disterilkan (dengan penguapan pada 294 kPa

selama 1 jam) . TKKS murah, dapat terdekomposisi, tidak beracun, dan

merupakan serat alami yang digunakan secara luas. Tandan kosong kelapa

sawit merupakan material alami yang mengandung filament yang tebal dan

kasar.

Hal tersebut membuat tandan kosong kelapa sawit lebih efektif

dibandingkan material industri yang tidak dapat diperbaharui, berbahaya untuk

kesehatan dan lingkungan, serta mahal untuk produksi skala kecil. TKKS

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

21

digunakan sebagai bahan mentah pada berbagai aplikasi termasuk pembangkit

listrik, formulasi komposit, dan industri pembuatan kertas. TKKS memiliki

energi sebesar 3700 Kcal kg-1, dan penggunaannya pada komposit polimer

dapat menyelesaikan permasalahan lingkungan, terutama yang berhubungan

dengan pembuangan limbah kelapa sawit.

Serat kelapa sawit di ekstrak dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan

proses retting. Proses retting yang dapat dilakukan diantaranya adalah

mechanical retting (ditempa), chemical retting (direbus dengan bahan kimia),

steam retting, dan water retting. water retting merupakan proses yang

palingsering digunakan diantara proses lainnya. Ekstraksi mekanik lebih ramah

lingkungan , dimana metode lain mencemari air. Gambar 2.10 (a) menunjukkan

sketsa tandan kosong kelapa sawit dan gambar 2.10 (b) menunjukkan

penampang tandan kosong kelapa sawit dan persebaran seratnya.

Gambar 2.10 (a) Sketsa TKKS, (b) Penampang TKKS

Page 16: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

22

Serat kelapa sawit memiliki sifat yang keras dan kuat. Pori – pori pada

permukaan serat kelapa sawit memiliki rata – rata diameter sebesar 0.07m.

Morfologi permukaan pori ini sangat berguna untuk meningkatkan ikatan

mekanik dengan resin matriks jika digunakkan pada pembuatan komposit .

Tetapi struktur permukaan berpori memfasilitasi penyusupanair ke dalam serat

melewati pembuluh, terutama ketika tak terlindung dari air.

Dalam mikrofibril TKKS terdapat selulosa, lignin, dan hemiselulosa

sebagai komponen utama. Tabel 2.1 menunjukkan komposisi kimia serat kelapa

sawit. Senyawa yang paling banyak terkandung dalam serat kelapa sawit adalah

selulosa, lignin, hemiselulosa, dan holoselulosa. Holoselulosa dan

hemiselulosanmemilikinstruktur kimia yang sama dengan selulosa tetapi

memiliki sifat yang sama dengan lignin. Selulosa berfungsi untuk membentuk

pori pada komposit. Sehingga struktur utama dari serat kelapa sawit terdiri dari

Lignin dan selulosa. Gambar 2.11 merupakan struktur Lignin, sedangkan

gambar 2.12 merupakan struktur selulosa.

Page 17: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

23

Tabel 2.1 Komposisi kimia serat kelapa sawit ( Jurnal Analisa Morfologi Serat

Tandan Kosong Sawit Sebagai Bahan Penguat Komposit Absorbsi Suara, Muthia

Egi Rahmasita, (2017)

Gambar 2.11 Struktur lignin

Page 18: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

24

Gambar 2.12 Struktur selulosa

Tabel 2.2 Sifat fisik dan mekanik serat kelapa sawit ( Jurnal Analisa Morfologi

Serat Tandan Kosong Sawit Sebagai Bahan Penguat Komposit Absorbsi Suara,

Muthia Egi Rahmasita, (2017)

Page 19: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

25

Tabel 2.2 menunjukkan sifat fisik dan mekanik serat kelapa sawit.

Diameter serat kelapa sawit berkisar antara 150 – 500 μm. Kekuatan tarik dan

modulus elastisitas serat kelapa sawit cukup tinggi, yaitu mencapai 400 MPa

dan 9 GPa, sehingga cocok untuk dijadikan bahan penguat pada komposit.

2.6 Matrik

Menurut Gibson R.F menyatakan bahwa Matriks adalah pengisi ruang

komposit yang diperkuat dengan serat. Matriks memiliki peran penting dalam

komposit yaitu mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur,

mendistribusikan beban ke serat melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi

lingkungan, menyumbangkan beberapa sifat seperti kekakuan, ketangguhan

dan tahanan listrik. Berdasarkan bahan penyusunnya matrik terbagi atas matrik

organic dan inorganic. Matrik organic adalah matrik yang terbuat dari bahan –

bahan organik. Matrik ini banyak digunakan karena proses penggunaannya

menjadi komposit cepat dan mudah serta engan biaya yang rendah. Salah satu

contoh matrik organik adalah pati ubi kayu dan kertas. Matrik inorganik adalah

matrik yang terbentuk dari bahan logam yang pada umumnya memiliki berat

dan kekuatan tinggi. Dalam penelitian ini digunakan matriks dari pati ubi kayu

dan kertas bekas.

Page 20: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

26

Gambar 2.13 Pati kanji

Gambar 2.14 Koran Bekas

2.7 Kebisingan

Suara adalah sensasi yang sewaktu vibrasi longitudinalisadari molekul-

molekulusudara, yang berupa gelombang mencapai membrana timpani dari

telinga (Perhimpunan Ahli Telinga, Hidung, dan Tenggorokan Indonesia,

1985). Tambunana(2005), menyatakankkbahwa dalam konteks keselamatan

Page 21: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

27

dan kesehatanikerja, pembahasan suara (sound) agak berbeda dibandingkan

pembahasan-pembahasan suara dalam ilmu fisika murni maupun fisika terapan.

Dalam K3, pembahasan suara lebih terfokus pada potensiiigelombang

suaransebagai salah satu bahaya lingkungan potensial bagi pekerja di tempat

kerja beserta teknik-teknik pengendaliannya.

Kebisingan adalah bunyi yang tidak diinginkan dari usaha atau kegiatan

dalam tingkat dan waktu tertentu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan

manusia dan kenyamanan lingkungan (Kepmen LH No 48. tahun 1996).

Menurut Suma’muri(2009), bunyi atau suara didengar sebagaigrangsangan

pada sel saraf pendengaran dalam telinga oleh gelombang longitudinal yang

ditimbulkan getaran dari sumber bunyi atau suara dan gelombang tersebut

merambat melalui media udara atau penghantardlainnya, dan manakala bunyi

atau suara tersebut tidak dikehendaki oleh karena mengganggu atau timbul

diluar kemauan orang yang bersangkutan, maka bunyi-bunyian atau suara

demikian dinyatakan sebagai kebisingan. Kebisingan didefinisikan sebagai

bunyi yang tidak dikehehndaki. Bising menyebabkan berbagai

gangguandterhadap tenaga kerja,asaseperti gangguan fisiologis, gangguan

psikologis, gangguan komunikasi dan ketulian, atau ada yang menggolongkan

gangguannya berupa gangguan pendengaran, misalnya gangguan terhadap

pendengaran dan gangguan pendengaran seperti komunikasi terganggu,

ancaman bahaya keselamatan, menurunnya performa kerja, kelelahan dan stres

Nilai ambang batas kebisinganngadalah angka dB yang dianggap aman

untuk sebagian besar tenaga kerja bila bekerja 8 jam/hari atau 40 jam/minggu.

Page 22: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

28

Surat EdarannnMenteri Tenaga Kerja, Transmigrasi dan Koperasi No. SE-01

/MEN/ 1978, Nilai Ambang Batas untuk kebisingan di tempat kerja adalah

intensitas tertinggi dan merupakan nilai rata-rata yang masih dapat diterima

tenaga kerja tanpa mengakibatkan hilangnya daya dengar yang tetap untuk

waktu terus menerus tidak lebih dariii8 jam sehari atauaa40 jam seminggunya.

Waktu maksimum bekerja adalah sebagai berikut:

82 dB : 16 jam per hari

85 dB : 8 jam per hari

88 dB : 4 jam per hari

91 dB : 2 jam per hari

97 dB : 1 jam per hari

100 dB : ¼ jam per hari.

2.8 Sound Level Meter

Sound Level Meter merupakan alat ukur intensitas kebisingan yang

digunakan untuk mengukur intensitas kebisingan antara 30 – 130 dBA dan dari

frekuensi antara 20 – 20000 Hz. Di rumah sakit, alat ini digunakan untuk

mengukur tingkat kebisingan suatu ruangan yang mempunyai standart tertentu,

peletakan genset maupun kompresor. Alat ini didasarkan pada getaran yang

terjadi, apabila ada objek atau benda yang bergetar, maka akan menimbulkan

terjadinya sebuah perubahan pada tekanan udara yang kemudian akan

Page 23: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

29

ditangkap oleh sistem peralatan, selanjutnya akan menunjukkan angka jumlah

dari tingkat kebisingan yang dinyatakan dengan nilai dB, dengan cara

mengarahkan microphone ke arah sumber suara yang di ukur dan amati angka

yang ada atau tertera pada layar Sound Level Meter (Putra, 2014). Kebisingan

(noise) didefinisikan sebagai suara yang tidak dikehendaki (unwanted sound),

misalnya yang merintangi terdengarnya suara atau semua suara yang tidak

dikehendaki yang bersumber dari alat proses produksi dan alat kerjadnpada

tingkatanntertentu yang dapat menimbulkan gangguanggpendengaran

(Keputusan Menteri Tenaga Kerja Nomor 51 Tahun 1999).

Nilai Ambang Batas pendengaran manusia adalah 85 dbA selama 8 jam

sehari dan 40 jam seminggu. Sound Level Meter sebelumnya telah dibuat oleh

Nur Lailatul Khikmah (2015), tetapi pada alat tersebut masih kurang lengkap

karena tidak memiliki penyimpanan data, dengan adanya penyimpanan data

diharapkan dapat meminimalisir waktu saat melakukan pengukuran dan

pencatatan. Pada alat sebelumnya hanya melakukan pengukuran pada area

kampus, oleh sebab itu penulis juga melakukan pengukuran di keperawatan gizi

dan keperawatan gigi. Berdasarkan identifikasi masalah diatas, penulis

bermaksud ingin membuat alat Sound Level Meter Dilengkapi Penyimpanan

Data, yang dapat mengukur tingkat kebisingan suara dan data kebisingan

tersebut dapat langsung tersimpan pada EEPROM.

Page 24: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

30

2.9 Porositas

Porositas adalah besar persen dari volume ruang pori-pori terhadap

volume total, dinyatakan dengan simbol ‘Ø’. Porositas juga dapat diartikan

sebagai suatu ukuran yang menunjukkan besar rongga dalam benda.

Rumus porositas = 𝑉𝑝

𝑉𝑏 x 100% =

𝑉𝑝

𝑉𝑔𝑟+𝑉𝑝 x 100%

Vp = Volume pori – pori

Vb = Volume total

Vgr = Volume benda

Kualitas porositas

2.10 Koefisien Penyerapan Bunyi

Koefisien penyerapan bunyi (α) adalah angka yang menunjukan

kemampuan material termasuk menyerap energi bunyi. Makin besar

koefisiennya, daya serapnya makin tinggi. Setiap audiens memiliki koefisien

penyerapan bunyi spesifik tergantung frekuensi sebagai reaksi yang berbeda

Ø <5% Diabaikan

5%< Ø<10% Low Porosity

10%< Ø<20% Good Porosity

Ø>20% Very Good Porosity

Page 25: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/53030/3/BAB II.pdf · Fungsi dari penguat adalah sebagai penerima atau penahan gaya saat komposit terkena beban. Sedangkan

31

terhadap besar energi bunyi yang diterima. Standar frekuensi untuk

menentukan koefisien penyerapan bunyi rata-rata suatu material adalah 500 Hz.

Bagus tidaknya serapan dari suatu material ditentukan oleh koofisien

penyerapan bunyi NAC (Noise Absorption Coefficient) material tersebut.

Meskipun karakteristik tidak berubah, koefisien serap suatu material dapat

berubah menyesuaikan dengan frekuensi bunyi yang datang. Nilai koefisien

berada antara 0 dan 1, bila nilai serapan bunyi 0 maka gelombang bunyi

dipantulkan semuanya, bila nilainya 1 maka gelombang bunyi diserap semua.

Ketika gelombang bunyi datang mengenai suatu material maka sebagian dari

energi bunyi akan diserap sebagian lagi akan dipantulkan. (Doelle,1985).

Adapun besar nilai NAC dapat ditentukan dengan rumus :

NAC(α)= Total energi suara datang−Energi suara setelah terkena spesimen

Total energi suara datang