PENGARUH SUBTITUSI TEMPURUNG KELAPA (ENDOCARP) PADA CAMPURAN BETON SEBAGAI MATERIALL SERAT PEREDAM SUARA Dedial Eka Putra J1 dan Rahmi Karolina2 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan email :
[email protected] 2 Staf Pengajar Teknik Sipil , Universitas Sumatera Utara, JL. Perpustakaan No. 1Kampus USU Medan Email :
[email protected]
ABSTRAK Tempurung kelapa merupakan limbah dari pabrik kopra dan pasar tradisional. Pemanfaatan limbah dapat mengurangi pencemaran lingkungan terutama global warming. Penambahan tempurung kelapa dalam adukan beton merupakan salah satu cara pemanfaatan limbah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan tempurung kelapa pada beton terhadap kuat tekan, kuat tarik dan koefisien serap bunyi beton. Dalam penelitian ini variasi tempurung kelapa yang digunakan 0%, 5%, 10% dan 15% dari berat kerikil yang digunakan dengan faktor air semen yang digunakan 0,50. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa penambahan serat tempurung kelapa pada campuran beton dapat menurunkan kuat tekan sebesar 33,34%, 43%, dan 45,83% dari beton normal, namun terjadi peningkatan pada kuat tarik sebesar 12,39%, 19,18% dan 27,96% dari beton normal dan peningkatan juga terjadi pada nilai peredaman suara beton. Kata Kunci : tempurung kelapa, kuat tekan, kuat tarik, dan peredaman suara.
ABSTRACT Coconut shell is a waste of copra mill and traditional markets. Utilization of waste can reduce environmental pollution, especially global warming. The addition of coconut shell in the concrete mix is one way of waste utilization. This study aimed to determine the effect of coconut shell on the concrete compressive strength, tensile strength and sound absorption coefficient of concrete. In this study the variation of coconut shell used 0%, 5%, 10% and 15% of the weight of the gravel used with water-cement ratio used 0.50. From the results of this study concluded that the addition of coconut fiber in concrete compressive strength can decrease by 33.34%, 43%, and 45.83% of normal concrete, but an increase in the tensile strength of 12.39%, 19.18 % and 27.96% of normal concrete and an increase also occurred in the value of concrete soundproofing. Keywords: coconut shell, compressive strength, tensile strength, and soundproofing.
1. PENDAHULUAN Tanaman kelapa merupakan tanaman yang banyak dijumpai di seluruh pelosok Nusantara dan hasilnya sangat melimpah. Daging dari buah kelapa banyak dimanfaatkan untuk bahan pembuatan minyak dan untuk bahan tambahan makanan sedangkan tempurungnya dibuang begitu saja, dan menjadi limbah pada lingkungan. Sampai saat ini pemanfaatan limbah berupa tempurung kelapa masih terbatas pada industriindustri mebel dan kerajinan rumah tangga dan belum diolah menjadi produk teknologi. Untuk itu dilakukanlah inovasi-inovasi bahan pencampuran beton untuk diuji coba agar bahan penyusunnya menjadi lebih ekonomis dengan mengganti bahan tersebut dengan bahan yang lainnya termasuk dengan pemanfaatan limbah yang ada disekitar kita, dan hal teresbut dapat memberikan alternatif untuk pemanfaan limbah-limbah yang tidak termanfaatkan secara optimal. Tempurung merupakan lapisan keras yang terdiri dari lignin, selulosa, metoksil dan berbagai mineral. Kandungan bahan-bahan tersebut beragam sesuai dengan jenis kelapanya. Struktur yang keras disebabkan oleh silikat (SiO2) yang cukup tinggi kadarnya pada tempurung. Berat tempurung sekitar 15~19 % dari berat keseluruhan buah kelapa. Tempurung kelapa diperoleh setelah melakukan pemisahan buah daging kelapa yang menempel pada tempurung.
Tabel 1. Komposisi kimia tempurung kelapa Komposisi kimia Selulosa
26,60%
Pentosan
27,70%
Lignin
29,40%
Abu
0,60%
Solvent ekstraktif
4,20%
Uronat anhidrat
3,50%
Nitrogen
0,11%
air
8,00%
Sumber : Suhardiyono, 1988 Selama ini tempurung kelapa banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan kerajinan tangan,alat-alat rumah tangga dan banyak pula yang memanfaatkan tempurung kelapa hanya sebagai kayu bakar saja. Tempurung kelapa banyak dijumpai pada pabrik-pabrik pengolahan kopra dan pasar-pasar tradisional yang dapat dikategorikan sebagai sampah/limbah jenis anorganik yang susah untuk diuraikan kembali. Untuk itu perlu pengolahan yang baik baik untuk menanggulangi hal tersebut. Beton adalah campuran dari semen, air, agregat dan juga bahan tambahan yang berupa bahan kimia, serat, bahan non kimia dengan perbandingan tertentu. Pada dasarnya memiliki kekuatan tekan yang cukup tinggi namun tidak dengan kuat tariknya. Untuk kuat tarik, beton memiliki kekuatan tarik yang rendah dibandingkan kekuatan tekan yang dimiliki beton itu sendiri. Penambahan bahan tambah berupa serat dalam campuran beton diharapkan dapat meningkatkan kekuatan tarik.
2. BATASAN MASALAH Pada penelitian ini mutu beton yang digunakan adalah f’c 20 Mpa, Benda uji yang digunakan untuk uji tekan dan tarik belah adalah silinder dengan diameter (d) 15 cm dan tinggi 30 cm, untuk peredaman suara berdiameter 11,2 cm dengan tinggi 2 cm. Komposisi serat yang digunakan pada masing-masing benda uji adalah 0%, 5%, 10% dan 15% (dari berat agregat kasar yang digunakan), untuk pengujian peredaman suara akan dilakukan pada fekuenzi 500Hz, 1000Hz, 1500Hz dan 2000Hz.
3. TUJUAN Adapun dan tujuan penelitian ini adalah : Mengetahui pengaruh penambahan tempurung kelapa terhadap kuat tekan dan tarik belah beton. Pengaruh tempurung kelapa sebagai serat peredam suara. 4. METODOLOGI PENELITIAN Metode yang akan digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah uji eksperimental di laboratorium. Adapun karakterisitik material yang digunakan adalah sebagai berikut : a)
Tempurung kelapa Tempurung kelapa yang dugunakan adalah tempurung kelapa kering yang sudah di jemur terlebih dahulu dengan sinar matahari, dan dibersihkan agar sisa-sisa kelapa yang masih mengandung kadar minyak dapat terbuang. Metode pencacahan tempurung kelapa secara manual, dengan menggunakan alu atau palu, dan ukuran tempurung kelapa yang telah di cacah 4 mm – 20 mm.
b) Benda uji Tabel 2. Variasi penambahan tempurung kelapa banyaknya benda uji fas
variasi penambahan tempurung kelapa
0,5 0,5 0,5 0,5 ∑=
tekan
tarik belah
D15 x 30 cm
D15 x 30 cm
5 5 5 5
5 5 5 5
0% 5% 10% 15%
uji kebisingan
jumlah
D11,2 cm x 2 cm 5 5 5 5
15 15 15 15 60
5. TEMPAT PENELITIAN Laboratorium Teknologi Beton dan Bahan Rekayasa Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara untuk pengujian tarik dan tekan. Laboratorium Noise / Vibration Program Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara untuk pengujian kebisingan.
6. HASIL DAN PEMBAHASAN a)
Slump Hasil pengujian nilai slump dan penambahan serat tempurung kelapa dapat dilihat pada tabel 3 dibawah ini :
NILAI SLUMP
Nnilai Slump (cm)
12 10 8
8
9
9
10
6 NILAI SLUMP
4 2 0 0%
5% 10% 15% Variasi Tempurung Kelapa (%) Gambar 1. Grafik pengaruh persentase tempurung kelapa terhadap nilai slump b) Kuat tekan Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 28 hari yang dimaksudkan untuk mendapatkan gambaran perkembangan kekuatan tekan beton dengan menggunakan bahan tambahan tempurung kelapa dan hasilnya dibandingkan dengan beton normal.
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TEPURUNG KELAPA 300 kuat tekan …
0%; 202,202
kuat tekan (kg/cm2)
200
5%; 134,8
100
10%; 115,143
15%; 109,526
0 0%
5% 10% Variasi tempurung kelapa (%)
15%
Grafik 2. Hasil Pengujian Kuat tekan Dan dari hasil pengujian selinder beton pada umur 28 hari diperoleh hasil bahwa terjadi penurunan kuat tekan beton pada setiap penambahan kadar penggunaan tempurung kelapa. Hal ini dikarenakan posisi dari tempurung kelapa yang sebagai pengganti sebagian agregat kasar mengakibatkan sebagaian massa/volume kerikil tereliminasi dari adukan beton dan posisinya digantikan oleh serat tempurung kelapa . Karena kekuatan tempurung kelapa lebih rendah daripada kerikil, maka akibatnya ialah kuat tekan beton cenderung turun. Makin besar kandungan serat tempurung kelapanya makin besar penurunan kuat tekan betonnya. Kuat Tarik Belah Pengujian kuat tarik beton dilakukan pada umur 28 hari yang dimaksudkan untuk mendapatkan gambaran besarnya tegangan tarik beton dengan menggunakan bahan tambahan tempurung kelapa dan hasilnya dibandingkan dengan beton normal.
80 kuat tarik belah
a)
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TEPURUNG KELAPA TERHADAP KUAT TARIK BETON
60 0; 51,25
5; 57,6
15; 65,58
10; 61,08
40 Tegangan Rekah
20 0 0
5 10 variasi serat tempurung kelapa (%)
15
Gambar 3. Grafik Hasil Pengujian Kuat Tarik Dan dari hasil pengujian kuat tarik beton pada silinder beton pada umur 28 hari diperoleh hasil bahwa terjadi peningkatan kuat tarik belah beton pada setiap penambahan kadar penggunaan tempurung kelapa. Hal ini dikarenakan permukaan tempurung kelapa yang teksturnya lebih kasar akibatnya ikatan antara tempurung kelapa dengan pasta semen menjadi kuat sehingga ketika beton mulai untuk retak-retak pada saat akan hancur tempurung kelapa masih terikat pada dari pasta semen dan akhirnya beton menjadi lebih liat. Karena betambah liat maka kuat tariknya meningkat.
a)
Koefisien Serap Bunyi Pada penelitian ini uji peredaman suara dilakukan dengan menghitung koefisien serap bunyi dari bahan serat yang digunakan yaitu serat tempurung kelapa dengan frekuensi 500Hz, 1000Hz, 1500Hz, dan 2000Hz. Untuk menghitung koefisien serap bunyi digunakan persamaan di bawah ini: Maka diperoleh : 1. Pada frekuensi 500 Hz
(500hZ)
0,2
0,153093
0,15 0,1
0,084967
0,05
0,054352
0,041523
(500hZ)
0 0%
5%
10%
15%
variasi tempurung kelapa %
Gambar 4. Grafik Nilai Koefisien Serap Bunyi pada Frekuensi 500Hz 2.
Pada Frekuensi 1000Hz
(1000 Hz)
0,4
0,336942
0,321152
0,3 0,25659
α
0,2
(1000 Z)
0,134329
0,1 0 0%
5% 10% variasi tempurung kelapa %
15%
Gambar 5. Grafik Nilai Koefisien Serap Bunyi pada Frekuensi 1000Hz 3.
Pada frekuensi 1500 Hz
(1500hZ)
0,6
0,541539
0,5 0,42027
0,4
α 0,3 0,24304
0,2
0,27168
(1500hZ)
0,1 0 0%
5% 10% variasi tempurung kelapa %
15%
Gambar 6. Grafik Nilai Koefisien Serap Bunyi pada Frekuensi 2000Hz
4. Pada frekuensi 2000 Hz
(2000Hz) 0,6 0,5
0,54279
0,49926
0,4 0,3
α
0,23133
0,2
0,27655
(2000hZ)
0,1 0 0%
5% 10% variasi tempurung kelapa %
15%
Gambar 7. Grafik Nilai Koefisien Serap Bunyi pada Frekuensi 2000Hz
1. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan maka dapat ditari simpulan sebagai berikut: 1. Penambahan penggunaan serat tempurung kelapa pada campuran beton dapat meningkatkan nilai slump pada setiap penambahan variasi. 2. Dari pengujian peredaman suara yang dilakukan, semakin meningkat nya persentase kandungan tempurung kelapa dalam campuran beton nilai koefisien serap bunyi beton semakin tinggi 3. Nilai Koefisien serap bunyi yang paling tinggi pada Variasi serat tempurung kelapa adalah pada variasi 15% pada frekwensi 2000 Hz yaitu 0,54154. 4. Nilai Koefisien serap bunyi yang paling rendah pada Variasi serat tempurung kelapa adalah pada variasi 0% (benda uji tampa penambahan serat tempurung kelapa) pada frekwensi 500 Hz yaitu 0,05432. 5. Penggunaan tempurung kelapa pada campuran beton dengan substitusi 5%,10% dan 15% dari agregat kasar dapat menurunkan berat satuannya. 6. Hasil pengujian silinder beton Penggunaan menunjukkan penurunan kuat tekan beton pada penambahan tempurung kelapa dengan substitusi 5%, 10%, dan 15% masing-masing sebesar 33,34%, 43%, 45,83%, dari kuat tekan beton normal . 7. Setiap penambahan persentase tempurung kelapa dalam campuran beton akan semakin menigkatkan kuat tarik belah beton yaitu masing-masing 57,6 kg/cm2, 61,8 kg/cm2 ,65,58 kg/cm2. 8. Limbah tempurung kelap (endocarp) dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku/bahan substitusi pada sektor industri dan sektor konstruksi.
saran Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diberikan saransaran sebagai berikut: 1. 2.
Untuk penelitian lanjutan variasi frekwensi dapat dilakukan diatas 2000 Hz. Serat tempurung kelapa dapat dipadukan dengan serat-serat alami yang lain.
2.
DAFTAR PUSTAKA
Fergunson, M Phil budianto sutanto dan kris setianto. (1986). “Dasar-dasar beton bertulang, edisi ke – 4” . Erlangga, jakarta. Fachrul, Melati Ferianita, Wisnu Eka Yulyanto, dan Asharani Merya. (2011). “ Desain Penyusunan Peredam Kebisingan Menggunakan Plywood, Busa, Tray Dan Sabut Pada Sumber Statis”. Makara, Teknologi, VOL. 15, NO. 1, APRIL 2011: 63-67. Khuriati, Ainie, Eko Komaruddin, dan Muhammad Nur. (2006). “Disain Peredam Suara Berbahan Dasar Sabut Kelapa dan Pengukuran Koefisien Penyerapan Bunyinya”. Jurnal Berkala Fisika, Vol.9, No.1, Januari 2006, hal 15-25. Mulyono Tri. (2003). “Teknologi Beton”. Penerbit ANDI, Yogyakarta. Murdock, L. J, L. M. Brock dan Stephanus Hendarko. (1986). “Bahan dan Praktek Beton, Edisi Ke – 4” . Erlangga, Jakarta. Neville, AM, (1975). “Properties of Concrete”. The English Language Book Society and Pitmen Publishing, London. Nugraha Paul, Antoni. (2007). “Teknologi Beton”. Penerbit Erlangga, Yogyakarta. Rustendi, Iwan. (2004). “Pengaruh Pemanfaatan Tempurung Kelapa Sebagai Material Serat Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Beton”. Jurnal Media Komunikasi Teknik Sipil,volume 12, NO.2, edisi xxix juli 2004. Purwokerto. SK SNI 03-2847-2002. “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung”, Badan Standar Nasional. Suarnita, I Wayan dan Nicodemus Rupang. (2009).” Analisis Kuat Tekan Beton Ringan Tempurung Kelapa”. Jurnal Smartek, vol.7.No.3.agustus 2009. Palu. Suarnita, I Wayan. (2010). “jurnal Karakteristik Beton Ringan Dengan Menggunakan Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Pengganti Agregat Kasar”. Jurnal Smartek, vol.7.No.3.agustus 2009. Palu. Suryabrata, S. (2003). “Metodologi Penelitian”. Penerbit PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta. Tjokrodimuljo, K.. (1996). “Teknologi Beton”. Nafiri, Yogyakarta.
