TUGAS AKHIR

Kemampuan Komposit Serat Sabut Kelapa

Terhadap Uji Impak, Uji Bending dan Daya

Serap Bunyi untuk Dinding Peredam Suara

Disusun oleh :

PAMUJI JOKO PRASETIYO

NIM : D200 060 043

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2011

ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :

“Kemampuan Komposit Serat Sabut Kelapa Terhadap Uji Impak, Uji

Bending dan Daya Serap Bunyi untuk Dinding Peredam Suara” Yang

dibuat untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana S1

pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau

duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai

untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas

Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang

sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Desember 2011 Yang menyatakan,

Pamuji Joko Prasetiyo

iii

iv

v

vi

MOTTO

℘℘℘℘ “Bacalah dengan (menyebut) nama Tuhanmu Yang menciptakan”

(Q.S. Al ‘Alaq :1)

℘℘℘℘ ”Menuntut ILMU adalah wajib bagi setiap muslim”

(H.R. Muslim)

℘℘℘℘ “Konsentrasikan pikiran anda pada sesuatu yang anda lakukan,

karena sinar matahari juga tidak dapat membakar sebelum

difokuskan”

(Alexander Graham Bell)

℘℘℘℘ “Imajinasi lebih penting daripada pengetahuan”

(Albert Einstein)

℘℘℘℘ “Hormatilah orang lain jika anda ingin dihormati dan dihargai, jika

anda sudah masuk kedalam sistem, maka patuhi dan jalankan apa

yg menjadi kewajiban anda”

(Penulis)

vii

ABSTRAKSI

Penelitian ini bertujuan meneliti kekuatan komposit sabut kelapa dan memanfaatkan sabut kelapa sebagai bahan panel dinding peredam suara. Panel dinding peredam suara ini dapat dijadikan solusi bagi masyarakat karena dapat meredam suara serta mempunyai sifat kuat dan ekonomis, tetapi berkualitas tinggi.

Dalam penelitian ini menggunakan fraksi volume serat 40%,50%,60%, bahan yang digunakan serat sabut kelapa dengan kadar air 10%-12% dan matrik Lem PVAc. Pembuatan komposit menggunakan metode press mold dengan mengencangkan baut. Pengujian yang dilakukan adalah uji bending sesuai standart ASTM D790-02, uji impak sesuai standart ASTM D 256-00 dan uji akustik sesuai ANSI S1.13.

Hasil penelitian disimpulkan kekuatan bending tertinggi pada fraksi volume 40% yaitu 0,69 Mpa dengan modulus elastisitas 56.49 Mpa sedangkan kekuatan bending terendah pada fraksi volume 60% yaitu 0,50 Mpa dengan modulus elastisitas 27.84 Mpa. Harga impak tertinggi pada fraksi volume 40% yaitu 0.011 J/mm2

dengan energi serap 1.439 J, sedangkan harga impak terendah pada fraksi volume 60% yaitu 0.008 J/mm2 dengan energi serap 1.051 J. Harga serap bunyi tertinggi pada komposit 60% yaitu 6.053 dB sedangkan yang terendah adalah komposit fraksi volume 40% yang mempunyai serap bunyi 5.052 dB

Kata kunci : komposit, sabut kelapa, panel peredam suara

viii

PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini Aku Persembahkan

Kepada:

☺☺☺☺ Ibu yang telah mendo’akan hingga

aku dapat meraih semua ini

☺☺☺☺ Bapak yang selalu memberikan

segalanya dan membiayai kuliah

☺☺☺☺ Saudara-saudaraku yang selalu

mendukung aku

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’ alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusun laporan penelitian ini dapat

terselesaikan.

Tugas Akhir berjudul “Kemampuan Komposit Serat Sabut

Kelapa Terhadap Uji Impak, Uji Bending dan Daya Serap Bunyi untuk

Dinding Peredam Suara”, dapat terselesaikan atas dukungan dari

beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala

ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan

penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan I Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT., Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Wijianto, ST, M.Eng.Sc., selaku pembimbing utama yang

berkenan memberikan bimbingan, sehingga Tugas Akhir ini

terselesaikan.

4. Bapak Muh. Alfatih Hendrawan, ST, MT., selaku pembimbing

pendamping yang memberikan petunjuk dan saran dalam penyusunan

Tugas Akhir ini.

x

5. Bapak Ir. Sarjito, MT., selaku pembimbing akademik yang telah

memberikan saran dan nasehat selama kuliah di UMS.

6. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan segalanya

sampai kuliah ini terselesaikan.

7. Kelompok pengerjaan Tugas Akhir (Bayu Nur Nugroho dan Hero Prio

Wicaksono), terima kasih atas kerja samanya.

8. Dosen Jurusan Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

9. Laboratorium Material Teknik UGM dan Laboratorium akustik Teknik

arsitektur UMS yang telah membantu dalam melaksanakan pengujian.

10. Teman-teman kost Morak-Marex (Pak dul Kamdi, Hero kolak, Bayu,

Heri Qoclox, Agung Kempros, Andi Sosis, Adi Borneo, Lulud Lothok,

Bimbing, Trianto, dll), terima kasih atas bantuan, do’a dan

dukungannya.

11. Teman–teman TM’06 , terima kasih atas kerjasama, kekompakan serta

dukungannya.

Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak

kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari

semua pihak.

Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb.

Surakarta, November 2011

Penulis

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................. i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR. ........................................................... v

HALAMAN MOTTO. .............................................................................. vi

ABSTRAK . ............................................................................................ vii

PERSEMBAHAN. .................................................................................. viii

KATA PENGANTAR.. ............................................................................ ix

DAFTAR ISI. .......................................................................................... xi

DAFTAR TABEL. ................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR. ............................................................................... xv

DAFTAR NOTASI. ................................................................................. xvii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Tujuan Penelitian .............................................................. 2

1.3. Manfaat penelitian. ........................................................... 3

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

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka .............................................................. 4

2.2. Dasar toeri ......................................................................... 5

2.2.1. Pengertian Komposit. ............................................. 5

2.2.2. Klasifikasi Komposit. .............................................. 7

2.2.3. Unsur-unsur Penyusun Komposit Serat. ............... 11

2.2.4. Serat Sabut Kelapa. ............................................... 12

2.2.5. Pengujian Kadar Air. ............................................. 14

2.2.6. Pengujian Densitas. .............................................. 14

xii

2.2.7. Fraksi Volume. ...................................................... 15

2.2.8. Bunyi. .................................................................... 16

2.2.9. Gelombang Bunyi .................................................. 17

2.2.10. Frekuensi dan Periode .......................................... 17

2.2.11. Resonansi dan Kecepatan Rambat Bunyi ............ 17

2.2.12. Impedansi .............................................................. 18

2.2.13. Perilaku Bunyi Ketika mengenai Sebuah Objek ... 18

2.2.14. Sound Level Meter ................................................ 20

2.2.15. DeciBell (dB) ......................................................... 21

2.2.16. Pengujian Impak. .................................................. 21

2.2.17. Pengujian Bending. ............................................... 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian. .................................................... 26

3.2. Survey Lapangan dan Study Pustaka. ............................. 27

3.3. Bahan dan Alat Pembuatan Komposit. ............................ 27

3.3.1. Bahan Pembuatan Komposit. ................................. 27

3.3.2. Alat Pembuatan Komposit. ..................................... 28

3.4. Langkah Pembuatan Komposit. ........................................ 32

3.4.1. Pembuatan Cetakan. .............................................. 32

3.4.2. Pengujian Kadar Air Serat. ..................................... 32

3.4.3. Mencari Densitas Serat. .......................................... 33

3.4.4. Pengukuran Fraksi Volume. .................................... 33

3.4.5. Pembuatan Komposit. ............................................. 34

3.5. Penujian Komposit. ........................................................... 35

3.5.1. Pengujian Impak. .................................................... 35

3.5.2. Pengujian Bending. ................................................. 37

3.5.3. Pengujian Daya Serap Bunyi. ................................. 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Komposit. ................................................ 41

4.1.1. Hasil Uji Bending. .................................................... 41

xiii

4.1.2. Pembahasan Pengujian Bending............................ 43

4.1.3. Hasil Uji Impak. ....................................................... 44

4.1.4. Pembahasan Pengujian Impak. .............................. 45

4.1.5. Pengujian Serap Bunyi. .......................................... 46

4.1.6. Pembahasan Pengujian Serap Bunyi. .................... 48

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan. ...................................................................... 50

5.1.1. Hasil Pengujian Bending dan Impak. ...................... 50

5.1.2. Hasil Pengujian Serap Bunyi. ................................. 50

5.1.3. Perbandingan Nilai Serap Bunyi. ............................ 50

5.2. Saran. ....... ........................................................................ 51

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data dimensi spesimen uji bending komposit serat sabut

kelapa dengan matrik lem PVAc. ......................................... 41

Tabel 4.2. Data hasil uji bending komposit serat sabut kelapa

dengan matrik lem PVAc. .................................................... 42

Tabel 4.3. Data dimensi spesimen uji impak komposit serat sabut

kelapa dengan matrik lem PVAc .......................................... 44

Tabel 4.4. Data hasil uji impak komposit serat sabut kelapa dengan

matrik lem PVAc .................................................................. 44

Tabel 4.5. Kemampuan serap bunyi bahan uji komposit serat sabut

kelapa tanpa pelapis ............................................................ 47

Tabel 4.6. Kemampuan serap bunyi bahan uji komposit serat sabut

kelapa dengan pelapis. ........................................................ 47

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Tipe Komposit Serat ....................................................... 8

Gambar 2.2. Tipe discontinous fibre ................................................... 9

Gambar 2.3. Skema Uji Densitas ....................................................... 15

Gambar 2.4. Skema Pengujian Serap Bunyi ....................................... 20

Gambar 2.5. Ukuran Spesimen Uji Impak ........................................... 23

Gambar 2.6. Pembebanan Impak Pada Benda Uji Charpy dan Izod . 23

Gambar 2.7. Ilustrasi Skematis Pengujian Impak Dengan Benda Uji

Charpy ............................................................................ 24

Gambar 2.8. Ukuran Spesimen Uji Bending ....................................... 25

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................... 26

Gambar 3.2. Sabut Kelapa .................................................................. 27

Gambar 3.3. Lem kayu (Lem PVAc) ................................................... 28

Gambar 3.4. Lembaran Spon ............................................................. 28

Gambar 3.5. Alat Uji Kadar Air (Wood Moisture Contain). .................. 29

Gambar 3.6. Timbangan Digital. .......................................................... 29

Gambar 3.7. Cetakan untuk uji impak dan uji bending. ...................... 30

Gambar 3.8. Cetakan untuk benda uji serap suara. ........................... 30

Gambar 3.9. Alat-alat bantu. ............................................................... 31

Gambar 3.10. Alat uji bending ............................................................... 31

Gambar 3.11. Alat uji iImpak ................................................................. 31

Gambar 3.12. Alat uji serapan bunyi ..................................................... 32

Gambar 3.13. Spesimen uji impak .................................................... ... 36

Gambar 3.14. Ukuran spesimen uji bending ..... ................................... 38

Gambar 3.15. Spesimen uji bending ..................................................... 38

Gambar 3.16. Ukuran spesimen uji serap bunyi ................................... 39

Gambar 3.17. Spesimen uji serap bunyi ............................................... 40

Gambar 4.1. Histogram hubungan kekuatan bending dengan fraksi

volume serat. .................................................................. 42

Gambar 4.2. Histogram modulus elastisitas bending dengan fraksi

volume serat. .................................................................. 42

Gambar 4.3. Histogram kekuatan impak dengan fraksi volume serat. 45

xvi

Gambar 4.4. Histogram energi serap dengan fraksi volume serat. .... 45

Gambar 4.7. Histogram hubungan antara fraksi volume serat

dengan kemampuan serap bunyi komposit. .................. 47

Gambar 4.8. Histogram hubungan antara fraksi volume serat

dengan kemampuan serap bunyi komposit ditambah

pelapis spon dan triplek. ................................................. 48

xvii

DAFTAR NOTASI

A = Luas Penampang (mm2) P = Beban (N) L = Span (mm) b = lebar (mm) d = tebal (mm)

δ = Defleksi (mm) ρ = Densitas (gr/cm3) E = Modulus Elastisitas (MPa) D = Kekakuan (Nmm2) Eserap = Energi Yang Terserap (Joule) HI = Harga Impak (J/mm2) m = Massa (kg) R = Panjang Pendulum (m) g = Percepatan Gravitasi Bumi (10m/s2)

Vf = Fraksi Volume Lt = Nilai Serap Bunyi (dB) n = Banyaknya Nilai Intensitas Bunyi Yang Keluar N = Banyaknya data yang diambil li = Nilai Tengah Dari Interval (dB)