pengaruh penambahan foam agent terhadap pembuatan
advertisement
PENGARUH PENAMBAHAN FOAM AGENT TERHADAP PEMBUATAN BETON BUSA (TINJAUAN TERHADAP DENSITAS, KONDUKTIVITAS TERMAL DAN SOUND ABSORPTION) TUGAS AKHIR Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dala Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Oleh : SEVTIAN ARIEF NUR CAHYO 201110340311041 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016 Pengaruh Penambahan Foam Agent Pada Pembuatan Beton Busa (Tinjauan Terhadap Densitas, Konduktivitas Termal dan Sound Absorption) Sevtian Arief Nur Cahyo Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik-Universitas Muhammadiyah Malang Kampus III Jl. Tlogomas No.246 Tlp. (0341) 46318-319 Psw.130 Fax. (0341) 460435 Abstrak Peningkatan suhu di lingkungan sekitar dan tingkat kebisingan suatu lingkungan dapat mempengaruhi kenyamanan penghuni bangunan. Dalam hal ini dinding berfungsi untuk melindungi dan membatasi antar ruang dengan ruang maupun ruang dengan daerah luar bangunan. Menghadapi situasi tersebut beton busa menjadi solusi alternatif bahan material dinding yang dapat meningkatkan kenyamanan dalam mengurangi gangguan peningkatan suhu dan kebisingan dalam ruangan. Beton busa memiliki kemampuan yang baik untuk mereduksi panas yang diterima dan baik juga untuk menyerap suara. Dalam penelitian beton busa ini menggunakan metode eksperimen dan variabel yang digunakan ada 2 yaitu variabel terikat dan variabel bebas. Dimana variabel terikat : campuran semen, air dan pasir sedangkan untuk variabel bebasnya adalah prosentase foam agent dengan variasi 0%, 2%, 3% dan 4% dari berat semen yang digunakan dan digunakan rasio pengolahan foam agent : air = 1 : 20. Pengujian dilaksanakan pada beton busa umur 28 hari. Berdasarkan dari hasil penelitian ini di dapat nilai densitas untuk penambahan foam agent 2%, 3% dan 4% secara berurutan sebesar 1768kg/m3; 1698kg/m3dan 1666 kg/m3 . Hasil pengujian konduktivitas termal beton busa dengan penambahan foam agent 2%, 3% dan 4% adalah sebesar 0,897 W/m.K; 0,894 W/m.K dan 0,886 W/m.K lebih baik dibandingkan dengan beton biasa (k=1,448 W/m.K). Sedangkan untuk pengujian penyerapan bunyi pada penambahan foam agent 2%, 3% dan 4 % adalah sebesar 0.707, 0.734 dan 0.760 yang lebih baik dibandingkan dengan nilai penyerapan suara pada bahan mortar normal (α=0,636) Kata Kunci : Beton Busa, Densitas, Konduktivitas Termal, Penyerapan Suara PENGARUH PEMAKAIAN FOAM AGENT PADA PEMBUATAN BETON BUSA (TINJAUAN TERHADAP DENSITAS, KONDUKTIVITAS TERMAL DAN SOUND ABSORPTION) TUGAS AKHIR Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Oleh : Sevtian Arief Nur Cahyo 201110340311041 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016 i LEMBAR PENGESAHAN JUDUL : PENGARUH PEMAKAIAN PEMBUATAN FOAM AGENT PADA BETON BUSA (TINJAUAN TERHADAP DENSITAS, KONDUKTIVITAS TERMAL DAN SOUND ABSORPTION) Nama : Sevtian Arief Nur Cahyo NIM : 201110340311041 Pada hari Sabtu 30 Januari 2016, telah diuji oleh tim penguji : 1. Mohammad Abduh, ST. MT. Dosen Penguji I ....… …………… 2. Ir. Lukito Prasetyo, MT. Dosen Penguji II Dosen Pembimbing I, ………………… Dosen Pembimbing II, (Ir. Erwin Rommel, MT) (Ir. Yunan Rusdianto, MT) Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil (Ir. Rofikatul Karimah, MT) ii SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Sevtian Arief Nur Cahyo NIM : 201110340311041 Jurusan : Teknik Sipil Fakultas : Teknik UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Dengan ini saya menyatakan sebenar-benarnya bahwa: Tugas Akhir dengan judul: PENGARUH PEMAKAIAN FOAM AGENT PADA PEMBUATAN BETON BUSA (TINJAUAN TERHADAP DENSITAS, KONDUKTIVITAS TERMAL DAN SOUND ABSORPTION) adalah hasil karya saya dan bukan karya tulis orang lain. Dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila penyataan ini tidak benar saya bersedia mendapat sangsi akademis. Malang, 30 Januari 2016 Yang menyatakan, Sevtian Arief Nur Cahyo iii LEMBAR PERSEMBAHAN Bismillahirrohmaanirrohiim... Terlebih dahulu, sujud dan syukur kupersembahkan kepada Allah SWT. atas semua nikmat dan karunia-Nya. Serta shalawat dan salam selalu terlimpahkan kepada Nabi Muhammad SAW. beserta keluarga, para sahabat dan kaumnya yang setia hingga akhir zaman. Dan tak lupa kupersembahkan tugas akhir ini kepada: 1. Ibunda tercinta Siti Ro’isah yang selalu memberikan segala dukungan dan kasih sayang serta doa tiada hentinya. 2. Ayahanda Abd. Munim, BA. yang selalu memberikan segala dukungan dan kasih sayang serta doa tiada hentinya. 3. Kakak-kakakku Cicik Rahmawati, Yusroni Izzul Mutho’ dan Bagus Setiawan yang telah memberikan semangat dan doa. 4. Dosen pembimbing satu Ir. Erwin Rommel, MT. dan bapak pembimbing dua Ir. Yunan Rusdianto, MT. 5. Sahabat-sahabatku sepenelitian Andri Slamet Riyanto, Reza Arief Susanto dan Angga Wahyudin yang selalu memberikan semangat, motivasi, tawa selama menyelesaikan tugas akhir ini. 6. Teman-teman Sipil A Angkatan 2011 : Bayu, Pangestu, Amif, irfan, Desi, Aji, Tya, Dadang, dan seluruhnya teman-teman sipil A angkatan 2011 yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu, terimakasih banyak atas dukungannya, semangat terus buat yang belum lulus. Cepet menyusul ya iv 7. Serta semua yang turut membantu terselesaikannya skripsi ini yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu. Semoga atas semua bantuan yang telah diberikan kepada penulis mendapatkan ridho dan pahala dari Allah SWT., Aamiin... “Bahkan Mencari Jarum di Tumpukan Jerami Tidaklah Sulit Jika Kamu Berfikir” v KATA PENGANTAR Segala puja dan puji bagi ALLAH SWT atas semua nikmat dan karuniaNya yang tak terhingga yang diperuntukkan bagi semua hamba-Nya. Shalawat dan salam juga bagi NABI MUHAMMAD SAW berserta keluarga, para sahabat dan kaumnya yang setia hingga akhir zaman. Tugas akhir ini penulis tulis dengan judul PENGARUH PEMAKAIAN FOAM AGENT PADA PEMBUATAN BETON BUSA (TINJAUAN TERHADAP DENSITAS, KONDUKTIVITAS TERMAL DAN SOUND ABSORPTION) untuk memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. Dalam masa perkuliahan sampai penulisan tugas akhir ini tentunya banyak suka duka yang terjadi, namun berkat bantuan berbagai pihak kami dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini, untuk itu tidak lupa kami sampaikan terima kasih kepada: 1. Drs. Fauzan, Mpd. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang 2. Bapak Ir. Sudarman, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang 3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang 4. Bapak Ir. Erwin Rommel, MT. selaku Dosen Pembimbing I 5. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT. selaku Dosen Pembimbing II 6. Bapak Ir. Yusuf Wahyudi, MT. Selaku Dosen Wali vi 7. Seluruh Staf Jurusan Teknik Sipil, Staf Laboratorium Teknik Sipil dan Staf TU Fakultas Teknik. 8. Seluruh teman-teman yang telah membantu. Akhir kata penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan tugas akhir ini dan semoga tugas akhir ini membawa manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dibidang ketekniksipilan. Malang, 30 Januari 2015 Penulis vii ABSTRAK Beton busa memiliki kemampuan yang baik untuk mereduksi panas yang diterima dan baik juga untuk menyerap suara. Dalam penelitian beton busa ini menggunakan metode eksperimen dan variabel yang digunakan ada 2 yaitu variabel terikat dan variabel bebas. Dimana variabel terikat : campuran semen, air dan pasir sedangkan untuk variabel bebasnya adalah prosentase foam agent dengan variasi 0%, 2%, 3% dan 4% dari berat semen yang digunakan dan digunakan rasio pengolahan foam agent : air = 1 : 20. Pengujian dilaksanakan pada beton busa umur 28 hari. Berdasarkan dari hasil penelitian ini di dapat nilai densitas untuk penambahan foam agent 2%, 3% dan 4% secara berurutan sebesar 1768kg/m3; 1698kg/m3; 1666 kg/m3 telah memenuhi standard SNI 03-2847-2002. Hasil pengujian konduktivitas termal beton busa dengan penambahan foam agent 2%, 3% dan 4% adalah sebesar 0,897 W/m.K; 0,894 W/m.K dan 0,886 W/m.K lebih baik dibandingkan dengan beton biasa (k=1,448 W/m.K). Sedangkan untuk pengujian penyerapan bunyi pada penambahan foam agent 2%, 3% dan 4 % adalah sebesar 0.707, 0.734 dan 0.760 yang lebih baik dibandingkan dengan nilai penyerapan suara pada bahan mortar normal (α=0,636). Kata kunci: Beton Busa, Densitas, Konduktivitas Termal, Penyerapan Suara viii ABSTRACT Foam concrete has a good ability to reduce heat well received and also to absorb the sound. In this foamed concrete research using experimental methods and variables used there are 2 of the dependent variable and independent variables. Where the dependent variable: a mixture of cement, water and sand while the independent variable is the percentage of foam agent with a variation of 0%, 2%, 3% and 4% of the weight of cement used and the ratio of foam processing agent: water = 1: 20. Testing held on foamed concrete 28 days. Based on the results of this study can increase the density of foam agent 2%, 3% and 4% respectively of 1768kg / m3; 1698kg / m3; 1666 kg / m3 has met the standard of SNI 03-2847-2002. Results of testing the thermal conductivity of foam concrete foam agent with the addition of 2%, 3% and 4% is equal to 0.897 W / m.K; 0.894 W / m.K and 0.886 W / m.K better than ordinary concrete (k = 1.448 W / m.K). As for testing the sound absorption on the addition of foam agent 2%, 3% and 4% is for 0707, 0734 and 0760 were better than the sound absorption values in normal mortar material (α = 0.636). Keywords: Foamed Concrete, Density, Thermal Conductivity, Sound Absorption ix DAFTAR ISI Halaman JUDUL LEMBAR PENGESAHAN................................................................................... i ABSTRAKSI.......................................................................................................... ii DAFTAR ISI.......................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang................................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah.............................................................................................. 2 1.3 Batasan Masalah................................................................................................ 2 1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2 1.5 Manfaat Penelitian............................................................................................. 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Riset Terdahulu................................................................................................. 4 2.2 Landasan Teori.................................................................................................. 6 2.2.1 Beton Ringan...................................................................................... 6 2.2.2 Beton Busa (Foamed Concrete)......................................................... 6 2.2.3 Proses Pembuatan Beton Busa........................................................... 7 2.2.4 Dinding Beton Ringan....................................................................... 8 2.3 Bahan Penyusun Beton Busa……………………………………………….. 9 2.3.1 Foam Agent ………………………………………………………. 9 2.3.2 Semen……………………………………………………………... 11 2.3.3 Air………………………………………………………………... 12 2.3.4 Pasir……………………………………………………………… 13 2.4 Konduktivitas Thermal………………………………………………...…... 14 2.5 Penyerapan Suara (Sound Absorption)………………………..…………… 17 2.5.1 Frekuensi Bunyi………………………………..………………… 19 2.5.2 Intensitas Bunyi…………………………….…………..………... 19 2.5.3 Koefisien Serapan Bunyi/Suara…………………………..……… 19 2.6 Desitas………………………………………………………………….…. . . 22 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian….......................................................................................... 24 3.2 Rancangan Penelitian....................................................................................... 24 3.3 Benda Uji......................................................................................................... 26 3.4 Alat dan Bahan Penelitian…………………………………………………. 27 3.4.1 Peralatan........................................................................................... 27 3.5 Tahapan Penelitian…………………………………………………….…... 30 3.5.1 Persiapan Bahan………………………………………………… 30 3.5.2 Pembuatan dan Pencetakan Benda Uji…………….……………. 31 3.5.3 Perawatan Benda Uji…………………………………….……… 33 3.6 Tahapan Pengujian Fisik Beton Busa…………………………….…….…. 33 3.6.1 Uji Pengukuran Densitas………………………………….…….. 33 3.6.2 Uji Sound Absorption……………………………….…………... 33 3.6.3 Uji Konduktivitas Termal………………………………..……… 35 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Density Beton Busa.................................................................................... 37 4.2 Koduktivitas Termal .................................................................................. 40 4.3 Sound Absorption ...................................................................................... 45 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan......................................................................................................... 50 5.2 Saran................................................................................................................... 51 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................. 52 LAMPIRAN DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Susunan Unsur Semen biasa................................................................... 11 Tabel 2.2 Nilai k Bahan Bangunan……................................................................. 15 Tabel 2.3 Koefisien Penyerapan Suara……………............................................... 18 Tabel 2.4 Kumpulan Nilai Densitas Beton……………………………………... 23 Tabel 3.1 Hasil Pengujian Konsistensi Mortar........................................................ 25 Tabel 3.2 Komposisi Campuran Beton Busa........................................................... 26 Tabel 3.3 Properti Benda Uji Konduktivitas Termal .............................................. 27 Tabel 3.4 Properti Benda Uji Penyerapan Suara…... .............................................. 27 Tabel 4.1 Hasil Density Beton Busa…………...…... .............................................. 37 Tabel 4.2 Nilai Konduktivitas Termal……………... .............................................. 40 Tabel 4.3 Nilai Koefisiensi Penyerapan Suara…….. .............................................. 45 Tabel 4.4 Nilai Rata-rata Koefisiensi Penyerapan Suara Beton Busa……............ 47 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Percobaan untuk mengetahui konduktivitas termal dari material..... 14 Gambar 2.2 Perpindahan panas konduksi satu dimensi.......................................... 15 Gambar 3.1 Benda Uji Kondutivitas Termal……………….................................. 26 Gambar 3.2 Benda Uji Penyerapan Suara............................................................... 26 Gambar 3.3 Alat Uji Konduktivitas Termal........................................................... 28 Gambar 3.4 Alat Uji Penyerapan Suara………………......................................... 29 Gambar 3.5 Proses Pengayakan Pasir………........................................................ 30 Gambar 3.6 Proses Penimbangan Semen dan Pasir……....................................... 30 Gambar 3.7 Proses Pembuatan Pasta Mortar......................................................... 31 Gambar 3.8 Proses Pembuatan Busa Foam Agent................................................. 31 Gambar 3.9 Proses Pencampuran Busa Foam Agent dengan Pasta Mortar......... 32 Gambar 3.10 Proses Pencetakan Beton Busa…………........................................ 32 Gambar 3.11 Proses Pengujian Sound Absorption (Penyerapan Suara)............... 34 Gambar 3.12 Proses Pengujian Konduktivitas Termal Beton Busa...................... 35 Gambar 3.13 Flow Chart……………………............................................................ 36 Gambar 4.1 Hubungan Antara Jumlah Foam agent dan Densitas......................... 38 Gambar 4.2 Hubungan Antara Jumlah Foam agent dan Densitas......................... 38 Gambar 4.3 Hubungan Konduktivitas Termal dengan Penambahan Foam Agent pada Beton Busa................................................................................. 40 Gambar 4.4 Hubungan Konduktivitas Termal dan Komposisi Campuran........... 41 Gambar 4.5 Hubungan Konduktivitas Termal dengan Densitas............................ 42 Gambar 4.6 Hubungan Konduktivitas Termal dengan Densitas............................ 43 Gambar 4.7 Hubungan Koefisiensi Penyerapan Suara dengan Frekuensi........... 46 Gambar 4.8 Hubungan Koefisiensi Rerata Penyerapan Bunyi dengan Prosentase Foam………………………………………………………............ 48 Gambar 4.9 Hubungan Koefisiensi Rerata Penyerapan Bunyi dengan Densitas. 49 DAFTAR PUSTAKA ASTM C 138/138M-01a, tentang “Standart Test Method for Density (Unit Weight), Yield and Air Content (Gravimetric) of Concrete”. ASTM C 177-97, tentang “Standard Test Method for Steady-State Heat Flux Measurments and Thermal Transmission Properties by Means of the Guarded-Hot-Plate Apparatus”. ASTM C 384, tentang “Standard Test Method for Impedance and Absorption of Materials by Impedance Tube Method”. ASTM C 1044-98, tentang “Standard Practice for Using a Guarded-Hot-Plate Apparatus or Thin-Heater Apparatus in the Single-Sides Mode”. Http://digilib.unimed.ac.id/public/UNIMED-Undergraduate-22345-BAB%202.pdf (Diakses tgl 25-08-2015) Http://hypertextbook.com/facts/1999/KatrinaJones.shtml(Diakses tgl 25-12-2015) Malau, F. Blasius., 2014, “Penelitian Kuat Tekan dan Berat Jenis Mortar untuk Dinding Panel dengan Membandingkan dengan Penggunaan Pasir Bangka dan Pasir Baturaja dengan Tambahan Foaming Agent dan Silica Fume”. Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan Vol.2. No.2, Juni 2014, ISSN 2355-374X, Universitas Sriwijaya, Palembang. Pradana Susanto, Eka dkk., 2012, Studi Penggunaan Dinding Foam Concrete (FC) dalam Efisiensi Energi dan Biaya untuk Pendinginan Udara ( Air Conditioner ), Institut Teknologi Bandung, Bandung. RSNI T-05-2005, tentang “Metode Pengujian Penyerapan Bunyi Pada Bahan Akustik Dengan Metode Tabung”. Safrianti, Nina. 2014, Studi Daya Tahan Api, Serap Suara dan Konduktivitas Termal Pada Dinding Bata Kertas (Peperbrick) Menggunakan Kertas Koran, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Syah Kuala Darussalam, Banda Aceh. Satwiko, Prasasto. 2004. “Fisika Bangunan 1”. Edisi 1, Andi Offset, Yogyakarta. SNI 03-6389-2000, tentang “Konservasi Energi Selubung Bangunan Pada Bangunan Gedung”
