pembuatan dan karakterisasi batako ringan yang …kuat tarik, kuat patah, daya redam suara, dan...
Post on 31-Dec-2019
43 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN YANG TERBUAT DARI STYROFOAM-SEMEN
TESIS
Oleh
TIURMA SIMBOLON 077026031/FIS
SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N 2 0 0 9
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN
YANG TERBUAT DARI STYROFOAM-SEMEN
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh Gelar Magister Sains
dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Oleh
TIURMA SIMBOLON 077026031/FIS
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N
2 0 0 9
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Judul Tesis : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN YANG TERBUAT DARI STYROFOAM-SEMEN
Nama Mahasiswa : Tiurma Simbolon Nomor Pokok : 077026031 Program Studi : Fisika
Menyetujui Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Timbangen Sembiring, M.Sc Drs. Ferdinan Sinuhaji, M.S Ketua Anggota
Ketua Program Studi, Direktur, Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc Tanggal Lulus : 11 Juni 2009
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Telah diuji pada
Tanggal : 11 Juni 2009
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc
Anggota : 1. Drs. Ferdinan Sinuhaji, MS
2. Dra. Justinon, M.Si
3. Prof. Dr. Eddy marlianto, M.Sc
4. Dr. Ir. Reza Fadhilla, M.I.M
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan batako ringanyang terbuat dari Styrofoam-semen. Variasi rasio Styrofoam terhadap pasir adalah 100 : 0, 80 : 20, 60 : 40, 40 : 60, 20 : 80, dan 0 : 100 (dalam % volume), dan waktu pengerasan: 7, 14, 21 dan 28 hari. Parameter pengujian yang dilakukan meliputi: densitas, penyerapan air, kuat tekan, kuat tarik, kuat patah, daya redam suara, dan analisa mikrostruktur. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa batako ringan dengan variasi komposisi terbaik adalah 80 % (volume) Styrofoam dan 20 % (volume) pasir, jumlah semen pada kondisi tetap (315 gr) dan waktu pengeringan selama 28 hari. Pada komposisi tersebut, batako ringan yang dihasilkan memiliki densitas 0,91 gr/cm3, penyerapan air = 10,4 %, kuat tekan = 2,8 MPa, kuat tarik = 0,21 MPa, dan kuat patah = 0,6 MPa. Ternyata batako ringan ini mampu merespon dengan baik menyerap suara pada frekuensi: 125, 270, 500, dan 1000 Hz, dengan koefisien penyerapan suara pada frekuensi tersebut masing-masing sekitar:18,41;33,88;14,29 dan 8,91 %. Berdasarkan analisa mikro struktur menunjukkan bahwa batako yang dihasilkan relatif berpori tidak merata dengan ukuran lebih kecil dari 50 μm.Distribusi partikel pada campuran batako yang dihasilkan tidak merata ditandai dengan adanya ukuran Styrofoam paling kecil pada ukuran sekitar 100 μm. sampai paling besar 2 mm yang tersusun dalam campuran semen dan pasir. Kata kunci:, Styrofoam ,pasir, semen, pengadukan, batako ringan.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
ABSTRACT
The fabrication of styrofoam for structural construction materials had been made with aggregate raw material based on styrofoam and sand, where cement is used as reinforce matrix. The variables in concrete styrofoam are: composition and time. The ratio styrofoam to sand are: 100 : 0, 80 : 20, 60 : 40, 40 : 60, 20 : 80, and 0 : 100 ( in % volume), and ageing time: 7, 14, 21 and 28 days. The parameter test are: Density, Water absorption, Compressive strength, Bending strength, Tensile strength, Sound absorption, and Microstructure analysis using scanning electron microscope (SEM). The obtained data indicates that the light weight concrete with the best composition variation is 80 % (volume) of styrofoam and 20 % (volume) of sand, the amount of cement is same in all variation (315 gr) and ageing time during 28 days. At those composition, light weight concrete has the following material characteristic: density = 0,91 gr/cm3, water absorption = 10,4%, compressive strength = 2,8 MPa, tensile strength = 0,21 MPa, and Bending strength = 0,6 MPa. In fact, this light weight concrete can absorb better sound absorption at frequency: 125, 270, 500 and 1000 Hz, with the coefficient of sound absorpsion at those frequencies are about:18,41;33,88;14,29;and 8,91%.Based on the SEM Photomicrograph indicate that the concrete have pores not homogen with pore size smaller than 50 µm. The particles distributions of concrete mixture as produced are not homogen which is distinguished with the existence of smallest styrofoam size at around 100 µm untul the bigges size at 2 mm which in cemen and sand
Keywords:, Styrofoam, Sand, Cement, Mixer, light weight concrete.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas kasih dan
karunia yang diberikan-Nya kepada penulis sehingga tesis yang diberi judul
“Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-
Semen” dapat diselesaikan sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan. Tesis ini
merupakan tugas akhir pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Program Studi Magister Ilmu Fisika.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan sebesar-
besarnya kepada :
Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K) selaku Rektor Universitas Sumatera
Utara dan Prof. Dr. Ir. Chairun Nisa B, M.Sc selaku Direktur Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara Medan.
Prof.Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku koordinator Program Studi Magister Ilmu
Fisika dan Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc selaku Sekretaris Program Studi Magister
Ilmu Fisika Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc selaku Ketua Komisi
Pembimbing dan Drs. Ferdinan Sinuhaji, M.S selaku Anggota Komisi
Pembimbing yang telah banyak mencurahkan ilmu dan buah pikirannya dengan
penuh kesabaran selama membimbing penulis dalam melaksanakan tugas akhir,
sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Seluruh Staf Pengajar pada Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu
Fisika USU, yang telah mencurahkan ilmunya selama masa perkuliahan.
Seluruh Staf Administrasi Sekolah Pascasarjana dan Bang Mulkan yang dengan
penuh kesabaran memberikan pelayanan terbaik di Sekolah Pascasarjana Program
Studi Magister Ilmu Fisika.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Terima kasih penulis sampaikan kepada suami tercinta D. Hutagalung yang telah
banyak berkorban materi dan moril sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Terima kasih sedalam-dalamnya penulis sampaikan kepada kedua orang tua penulis
Ayahanda N. Simbolon (†) teristimewa penulis sampaikan terima kasih kepada
ibunda R. br. Sinaga yang telah banyak memberi dorongan dan berkorban materi dan
moril kepada penulis selama perkuliahan.
Terima kasih kepada Abangda Bonar S.M. Simbolon, keluarga T. Sinaga/R. br.
Simbolon, Simon Simbolon, serta anak-anak penulis yang tersayang Adi, Ian,
Melly, Lumi, dan Roy yang senantiasa memberi dorongan dengan penuh kesabaran
dan pengertian serta pengorbanan kepada penulis dalam menyelesaikan studi.
Akhir kata penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi semua pihak dan
penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam tugas akhir ini.
Kritik dan saran, penulis harapkan dari pembaca untuk perbaikan selanjutnya.
Medan, Juni 2009
Tiurma Simbolon
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
RIWAYAT HIDUP
1. Nama : Tiurma Simbolon 2. Tempat/Tanggal Lahir : Belawan, 16 Juni 1978 3. Agama : Kristen Protestan 4. Suami : D. Hutagalung 5. Orang Tua Ayah : Alm. N. Simbolon Ibu : R. br. Sinaga 6. Alamat : Jl. Melati XI Blok X No. 104 Perumnas Helvetia Medan 7. No. Telepon/HP : (061) 8468311 / 081370463222 8. Pendidikan SD : Negeri No. 064021 Medan, tahun 1984-1990 SMP : Negeri 16 Medan, tahun 1990-1993 SMA : Negeri 17 Medan, tahun 1993-1996 S1-Fisika : Universitas Negeri Medan, tahun 1997-2002 S2-Fisika : Universitas Sumatera Utara, tahun 2007-2009
Medan, Juni 2009
Tiurma Simbolon
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK .................................................................................................... i
ABSTRACT .................................................................................................. ii
KATA PENGANTAR .................................................................................. iii
RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... v
DAFTAR ISI ................................................................................................. vi
DAFTAR TABEL ........................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................... 3
1.4 Hipotesa ................................................................................. 3
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................ 3
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Batako ..................................................................................... 4
2.2 Batako Styrofoam .................................................................... 6
2.3 Semen Portland ...................................................................... 7
2.4 Agregat ................................................................................... 10
1 Agregat Biasa ...................................................................... 11
2 Agregat Berat ..................................................................... 11
3 Agregat Ringan .................................................................. 11
2.5 Pasir ....................................................................................... 12
2.6 Air ......................................................................................... 13
2.7 Karakterisasi Batako Styrofoam ........................................... 13
2.7.1. Densitas (Density) ..................................................... 14
2.7.2 Penyerapan Air (Water Absorption)Batako Styrofoam 14
2.7.3. Kuat Tekan (Compressive Strength).......................... 15
2.7.4. Kuat Tarik (Tensile Strength) ................................... 15
2.7.5. Kuat Patah (Bending Strength) .................................. 15
2.7.6. Daya Redam Suara..................................................... 16
2.7.7. Analisa Mikrostruktur ............................................... 16
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian .............................................. 18
3.2 Bahan Baku ........................................................................... 18
3.3 Peralatan................................................................................. 18
3.4 Variabel dan Parameter Penelitian ........................................ 19
3.5 Preparasi Sampel batako styrofoam ....................................... 19
3.6 Karakterisasi batako styrofoam .............................................. 22
3.6.1 Densitas (Density) ...................................................... 23
3.6.2 Penyerapan Air (Water Absorption) ........................... 24
3.6.3 Kuat Tekan (Compressive Strength)........................... 25
3.6.4 Kuat Tarik (Tensile Strength) ................................... 26
3.6.5 Kuat Patah (Bending Strength) ................................... 26
3.6.6 Daya Redam Suara ..................................................... 28
3.6.7 Analisa Mikrostruktur dengan Meggunakan SEM ..... 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Densitas (Density) ................................................................. 30
4.2 Penyerapan Air (Water Absorption) ...................................... 33
4.3 Kuat Tekan (Compressive Strength)..................................... 35
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
4.4 Kuat Tarik (Tensile Strength) ............................................. 37
4.5 Kuat Patah (Bending Strength) ............................................. 39
4.6 Daya Redam Suara................................................................. 41
4.7 Analisa Mikrostruktur ............................................................ 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ............................................................................ 46
5.2 Saran ...................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 48
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Hal
2.1. Komposisi Utama Semen Portland .............................................. 8
2.2. Jenis Semen Portland Utama ........................................................ 9
3.1. Komposisi Pencampuran Bahan Baku Batako Ringan ................ 20
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Hal
3.1. Diagram alir preparasi batako ringan berbasis styrofoam....... 21
3.2. Prinsip penimbangan massa benda di dalam air .................... 23
4.1. Hubungan densitas terhadap prosentase
penambahan styrofoam pada pembuatan batako ringan ......... 31
4.2. Hubungan penyerapan air terhadap prosentase penambahan
styrofoam pada pembuatan batako ringan melalui proses
pengeringan alami : 7, 14 , 21, dan 28 hari ............................. 34
4.3. Hubungan antara kuat tekan terhadap penambahan
styrofoam (% volume) pada pembuatan batako ringan melalui
proses pengeringan alami: 7, 14 , 21, dan 28 hari................... 37
4.4. Hubungan kuat tarik terhadap prosentase penambahan
styrofoam pada pembuatan batako ringan melalui proses
pengeringan alami: 7, 14 , 21, dan 28 hari .............................. 38
4.5. Hubungan kuat patah terhadap prosentase penambahan
styrofoam pada pembuatan batako ringan melalui proses
pengeringan alami: 7, 14 , 21, dan 28 hari .............................. 40
4.6a. Hubungan tingkat penyerapan suara terhadap frekuensi
pada batako ringan dengan penambahan 80% (volume)
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
styrofoam dan waktu pengeringan 28 hari .............................. 51
4.6b. Hubungan koefisien absorpsi terhadap frekuensi untuk
batako ringan berpori, pada kompsisi 80% styrofoam dan
20% pasir, dikeringkan selama 28 hari ................................... 43
4.7a. Foto SEM dari batako ringan yang dikeringkan secara alami
selama 7 hari dengan komposisi 80% Styrofoam dan 20%
pasir (% volume) .................................................................... 44
4.7b. Foto SEM dari batako ringan yang dikeringkan secara alamai
selama 28 hari dengan komposisi 80% Styrofoam dan 20%
pasir ......................................................................................... 45
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Hal
1 Perhitungan untuk menentukan densitas................................. 50
2 Perhitungan untuk menentukan penyerapan air ...................... 54
3 Perhitungan untuk menentukan kuat tekan ............................. 58
4 Perhitungan untuk menentukan kuat tarik............................... 63
5 Perhitungan untuk menentukan kuat patah ............................. 67
6 Perhitungan untuk menentukan koefisien penyerapan suara .. 71
7 Foto pengujian, model cetakan, dan benda uji........................ 76
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Batako adalah bata beton yang berukuran hampir sama dari ukuran bata
merah, dan terbuat dari campuran semen, pasir , dan agregat serta banyak digunakan
untuk konstruksi dinding. Batako yang terbuat dari beton saat ini telah banyak
dipergunakan dalam pembangunan rumah/gedung sebagai bahan pengganti bata
merah yang bertujuan agar waktu konstruksinya dapat dipercepat. Karakteristik bata
beton yang umum ada di pasaran adalah : memiliki densitas rata-rata > 2000 kg/m3,
dengan kuat tekan bervariasi ari 3-5 MPa. Bila dilihat dari nilai densitas maka bata
beton sekarang ini tergolong cukup berat, sehingga untuk satu bata berukuran 8 x 5 x
2 cm memiliki bobot sekitar 1500 - 1700 gram, sehingga untuk proses pemasangan
sebagai konstruksi dinding memerlukan tenaga yang cukup kuat. Disamping itu
karena materialnya cukup berat sehingga waktu instalasinya memakan waktu lama,
serta bata beton berat ini tidak mampu untuk meredam panas dengan baik ( sebagai
isolator), maupun tidak bagus meredam suara bila digunakan sebagai penyekat
ruangan. Tetapi dilihat dari nilai kekuatan mekaniknya memang cukup memadai.
Beberapa usaha perbaikkan yang dilakukan antara lain dengan cara
merekayasa material beton sehingga densitasnya cenderung berkurang hingga
memiliki densitas bervariasi sekitar 700 – 1700 kg/m3. Dengan semakin ringan bata
beton, maka akan semakin mudah mengangkatnya, semakin cepat instalasinya, dan
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
tidak mengeluarkan tenaga yang banyak dalam mengangkatnya. Keuntungan lain
pengunaan bata beton ringan adalah karena sifatnya ringan sehingga daya redam
terhadap rambatan panas maupun suara akan jauh lebih bagus, dan daya ketahanan
api (firing resistance) akan lebih baik juga.
Ada beberapa teknik untuk menurunkan densitas batako ringan yaitu dengan
cara batako ringan dibuat berpori cukup banyak (aerated concrete, foam concrete)
atau dengan cara mengganti agregat batako ringan dengan agregat ringan, seperti
misalnya : batu apung, serat alami, abu sekam, perlit, polystyrofoam. Agregat-agregat
ringan tersebut memiliki densitas < 1 gr/cm3.
Dalam penelitian yang akan dilakukan ini mencoba menguasai teknologi
pembuatan batako ringan dari campuran air, semen, pasir, dan styrofoam yaitu gabus
putih yang banyak digunakan untuk bahan pengganjal pada pengepakan barang-
barang elektronik, sehingga di harapkan dapat tercapai densitas < 1600 kg/m3 dengan
kekuatan mekanik 3-5 MPa (menurut British Standard BS 6073 Part I, syarat
kekuatan mekanik untuk Building Block adalah 2,5 – 5 MPa).
1.2. Perumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimanakah teknik pembuatan batako ringan dengan menggunakan agregat
ringan styrofoam.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
2. Bagaimanakah pengaruh rasio styrofoam terhadap semen dalam pembuatan
batako ringan sehingga diperoleh batako lebih ringan dari batako yang
diproduksi sekarang.
1.3. Tujuan Penelitian
1. Pembuatan dan Karakterisasi dalam skala laboratorium dalam pembuatan
batako ringan dengan menggunakan agregat ringan styrofoam.
2. Mengetahui pengaruh variasi perbandingan (ratio) styrofoam dan semen
terhadap karakteristik batako ringan (densitas, penyerapan air, kuat tekan,
kuat tarik, kuat patah, daya redam suara, dan SEM).
1.4. Hipotesis
Pemanfaatan styrofoam sebagai agregat dalam pembuatan beton dapat
dihasilkan bata beton ringan dengan densitas < 1600 kg/m3 dan kuat patahnya 3 – 5
MPa. Perubahan ratio styrofoam dan semen akan memberikan pengaruh untuk
meringankan karakteristik batako ringan secara signifikan.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah untuk menambah informasi
pengetahuan tentang pembuatan dan karakterisasi serta pemanfaatan styrofoam untuk
pembuatan batako ringan.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Batako
Batako tergolong suatu komposit dengan matriks adalah perekat (semen) dan
pengisinya (filler) adalah agregat ( batu kecil atau pasir). Pada batako proses
penguatan ikatan antara agregat dari proses hidratasi semen, dalam proses reaksi
tersebut akan terbentuk Calcium Silikat ( CS fasa), Calsium aluminat ( CA fasa) dan
Calcium Alumina Silikat ( CAS fasa). Proses penguatan atau pengerasan pada beton
sangat tergantung pada perbandingan ( ratio berat) air : styrofoam, normalnya
bervariasi dari 0,8 – 1,2. Batako dikualifikasikan menjadi dua golongan yaitu batako
normal dan batako ringan. Batako normal tergolong Batako yang memiliki densitas
sekitar 2200 – 2400 kg / m3 dan kekuatannya tergantung komposisi campuran beton
( mix design ). Sedangkan untuk beton ringan adalah suatu Batako yang memiliki
densitas < 1800 kg / m3, begitu juga kekuatannya biasanya disesuaikan pada
penggunaan dan pencampuran bahan bakunya ( mix design ). Jenis dari Batako ringan
ada dua golongan yaitu : Batako ringan berpori (aerated concrete) dan Batako ringan
non aerated. Batako ringan berpori (aerated) adalah beton yang dibuat sehingga
strukturnya banyak terdapat pori – pori, beton semacam ini diproduksi dengan bahan
baku dari campuran semen, pasir, gypsum, CaCO3 dan katalis almunium. Dengan
adanya katalis Al selama terjadi reaksi Hidratasi semen akan menimbulkan panas
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
(reaksi eksotermal) sehingga timbul gelembung – gelembung H2O, CO2 dari reaksi
tersebut. Akhirnya gelembung tersebut akan menimbulkan jejak pori dalam badan
beton yang sudah mengeras. Semakin banyak gas yang dihasilkan akan semakin
banyak pori – pori terbentuk dan Batako akan semakin ringan. Berbeda dengan
Batako Non Aerated, pada beton ini agar menjadi ringan dalam pembuatannya
ditambahkan agregat ringan. Banyak kemungkinan agregat ringan yang digunakan
antara lain adalah batu apung (Pumice), perlit, serat sintesis / alami, slag baja, dan
lain – lain. Pembuatan Batako ringan berpori (aerated concrete) tentunya jauh lebih
mahal karena menggunakan bahan – bahan kimia tambahan, dan mekanisme
pengontrolan reaksi cukup sulit.
Batako Styrofoam ringan dibuat dari campuran air, semen, pasir dan
Styrofoam yaitu gabus putih yang banyak digunakan untuk bahan pengganjal pada
pengepakkan barang-barang elektronik (Satyarno, 2004). Bahan Styrofoam ini sangat
ringan dengan berat satuan yang hanya 15 kg/m3dibandingkan dengan berat satuan
pasir atau tanah lihat untuk bata, yaitu sekitar 1500 kg/ m3 sampai 1700 kg/ m3.
Penggunaan tanah persawahan yang subur sebagai bahan pembuat batu bata secara
tak terkendali sudah cukup merusak lingkungan. Pengalian yang terus menerus dan
tak terkendali telah menyebabkan lubang-lubang pada areal persawahan yang diambil
tanahnya untuk pembuatan batu bata. Pengambilan yang terus menerus ini
dikhawatirkan akan merusak areal persawahan yang pada akhirnya akan menurunkan
produksi beras.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
2.2. Batako Styrofoam
Bahan batako Styrofoam ringan dibuat dari air, semen, pasir dan Styrofoam.
Styrofoam atau expanded polystyrene dikenal sebagai gabus putih yang biasa
digunakan untuk membungkus barang-barang elektronik. Polystyrene sendiri
dihasilkan dari styrene )( 2956 CHCHHC , yang mempunyai gugus phenyl (enam cincin
karbon) yang tersusun secara tidak teratur sepanjang garis karbon dari molekul.
Penggabungan acak benzena mencegah molekul membentuk garis yang sangat lurus
sebagai hasilnya polyester mempunyai bentuk yang tidak tetap, transparan dan dalam
berbagai bentuk plastik. Polystyrene merupakan bahan yang baik ditinjau dari segi
mekanis maupun suhu namun bersifat agak rapuh dan lunak pada suhu dibawah
100°C (Billmeyer, 1984). Polystyrene memiliki berat jenis sampai 1050 kg/ m3, kuat
tarik sampai 40 MN/m2, modulus lentur sampai 3 GN/ m2, modulus geser sampai
0.99 GN/ m2, angka poisson 0.33 (Crawford, 1998).
Jika dibentuk granular Styrofoam atau expanded polystyrene maka berat
satuannya menjadi sangat kecil yaitu hanya berkisar antara 13 – 16 kg/ m3.
Penggunaan Styrofoam dalam batako ringan dapat dianggap sebagai udara yang
terjebak. Namun keuntungan menggunakan Styrofoam dibandingkan menggunakan
rongga udara dalam beton berongga adalah Styrofoam mempunyai kekuatan tarik.
Dengan demikian selain akan membuat batako menjadi ringan, dapat juga bekerja
sebagai serat yang meningkatkan kemampuan kekuatan dan khususnya daktilitas
batako ringan. Kerapatan beton atau berat jenis batako ringan dengan campuran
Styrofoam dapat diatur dengan mengontrol jumlah campuran Styrofoam dalam batako
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
ringan. Semakin banyak Styrofoam yang digunakan dalam batako maka akan
dihasilkan batako ringan dengan berat jenis yang lebih kecil. Namun kuat tekan
batako ringan yang diperoleh tentunya akan lebih rendah dan hal tersebut harus
disesuaikan dengan kegunaannya seperti untuk struktur, struktur ringan atau hanya
untuk dinding pemisah yang secara umum disebut non struktur (Satyarno, 2004).
Secara umum dibandingkan dengan bahan dinding yang biasa dipakai yaitu
batu bata. Batako Styrofoam ringan mempunyai berbagai keunggulan dan keuntungan
sebagai berikut.
1) Lebih mudah dalam hal pengangkutan dan pemasangan.
2) Karena berat batako yang ringan, proses pemasangan dinding akan lebih cepat
sehingga dapat dilakukan efisiensi waktu pengerjaan.
3) Selain proses pemasangan yang cepat batako ringan juga dapat menghemat biaya
struktur pemikul beban seperti fondasi, kolom, serta balok.
4) Sangat sesuai untuk perumahan di daerah tanah lunak, daerah rawan gempa dan
bangunan tinggi.
5) Sifatnya yang lebih daktail karena Styrofoam adalah bahan yang compressible dan
mempunyai kuat tarik.
6) Bahan Styrofoam mempunyai sifat isolasi dan akustik yang baik.
2.3 Semen Portland
Karena batako terbuat dari agregat yang diikat bersama oleh pasta semen yang
mengeras maka kualitas semen sangat mempengaruhi kualitas batako, yang bila
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
semakin tebal tentu semakin kuat. Namun jika terlalu tebal juga tidak menjamin
lekatan yang baik (Paul Nugraha, dkk., 2007).
Semen portland adalah material yang mengandung paling tidak 75 % kalsium
silikat (3CaO.SiO2 dan 2CaO.SiO2), sisanya tidak kurang dari 5 % berupa Al silikat,
Al feri silikat, dan MgO (Hanenara, 2005; Taylor, 2009). Ratio mole antara CaO
terhadap SiO2 tidak kurang dari 2. Pada tabel 2.1, ditunjukkan komposisi kimia
komponen yang ada di dalam semen portland.
Tabel 2.1 Komposisi Utama Semen Portland
Nama Kimia Rumus Kimia Singkatan % berat
Tricalcium Silicate 3CaO.SiO2 C3S 50
Dicalcium Silicate 2CaO.SiO2 C2S 25
Tricalcium Aluminate 3CaO.Al2O3 C3A 12
Tetracalcium Aluminoferrite 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 8
Gypsum CaSO4.H2O CSH2 3,5
Sumber : Paul Nugraha, Antoni , 2007
Semen adalah bahan anorganik yang mengeras pada pencampuran dengan air
atau larutan garam. Contoh khas adalah semen portland. Untuk menghasilkan semen
portland, bahan berkapur dan lempung dibakar sampai meleleh sebagian untuk
membentuk klinker yang kemudian dihancurkan, digerus dan ditambah dengan gips
dalam jumlah yang sesuai.Ada banyak jenis semen portland dan mempunyai sifat
berbeda-beda diperlihatkan pada Tabel 2.2 sebagai berikut:
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Tabel 2.2 Jenis Semen Portland Utama
Semen (Tipe) Sifat-sifat Penggunaan utama
Semen
penggunaan
umum (Tipe I)
MgO, SO3, hilang pada
pembakaran. Kehalusan, pengesetan
dan kekuatan secara berturut-turut
juga ditentukan. Secara umum
mempunyai sifat umum dari semen.
Digunakan secara luas
sebagai semen umum
untuk teknik sipil dan
konstruksi arsitektur.
Semen pengeras
pada panas
sedang (Tipe II)
Ditentukan untuk mempunyai C3S
kurang dari 50% dan C3A kurang
dari 8%. Kalor hidrasi 70 kal/g atau
kurang (7 hari) dan 80 kal/g atau
kurang (28 hari) pada kondisi
sedang. Peningkatan dari kekuatan
jangka panjang diinginkan.
Secara umum dipakai
untuk beton masif yang
besar. Pekerjaan dasar
untuk bendungan,
jembatan besar,
bangunan-bangunan
besar.
Semen
berkekuatan
tinggi awal
(Tipe III)
Mengansdung C3S maksimumm
dan gipsum secukupnya untuk
pengendalian pensetan. Kekuatan
awal (1 hari, 3 hari) diintensifkan,
ditentukan untuk mempunyai
kekuatan diatas 40 kg/cm2 selama
penekanan 1 hari dan diatas 90
kg/cm2 selama penekanan 3 hari.
Menggantikan semen
penggunaan umum untuk
pekerjayang mendesak.
Cocok untuk pekerjaan
dimusim dingin. Untuk
konstruksi bangunan,
pekerjaan pembuatan
jalan, dan produk semen.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Semen panas
rendah (Tipe IV)
Kalor hidrasi lebih rendah 10 kal/g
dari pada semen pengeras pada
panas sedang, ditentukan di bawah
60 kal/g (7 hari) dan di bawah 70
kal/g (28 hari) (ASTM).
Memberikan kalor hidrasi minimum
seperti semen untuk pekerjaan
bendungan.
Sama dengan semen tipe
II.
Semen tahan
sulfat (Tipe V)
Ditentukan untuk mempunyai C3S
di bawah 50% dan C3S di bawah
5% (ASTM). Diusahakan agar
kadar C3S minimum untuk
memperbesar ketahanan terhadap
sulfat.
Dipakai untuk pekerjaan
beton dalam tanah yang
mengandung banyak
sulfat dan berhubungan
dengan air tanah.
Pelapisan dari saluran
aair dalam terowongan,
dan lain-lain.
C3S: Larutan padat dari Ca3SiO5, C3A: Larutan padat dari Ca3Al2O6 Sumber : Tata Surdia,dkk, 1984
2.4. Agregat
Pembagian agregat sangat menolong dalam memperbaiki keawetan serta
stabilitas volume dari beton ringan. Karakteristik fisik dari agregat dalam beberapa
hal komposisi kimianya dapat mempengaruhi sifat-sifat batako ringan dalam keadaan
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
plastis maupun keadaan telah mengeras dengan hasil-hasil yang berbeda. Berikut ini
merupakan jenis-jenis agregat :
1. Agregat Biasa
Jenis ini dapat digunakan untuk tujuan umum dan menghasilkan beton dengan
massa jenis yang berkisar antara 2,3 gr/cm3 – 2,5 gr/cm3. Agregat ini seperti pasir
dan kerikil yang dapat diperoleh dengan cara ekstraksi dari batuan alluvial dan
glasial. Pasir dan kerikil dapat juga diperoleh dengan cara menggali dari dasar
sungai dan laut. Dalam penggunaan untuk beton ringan pasir yang digunakan
berasal dari sungai dan harus dicuci untuk menghilangkan sifat kimia yang dapat
mengakibatkan terjadinya pelapukkan.
2. Agregat Berat
Jenis ini dapat digunakan secara efektif dan ekonomis untuk jenis beton yang
harus menahan radiasi, sehingga dapat memberikan perlindungan terhadap sinar –
X, Gamma dan Neutron. Evektifitas beton berat dengan massa jenis antara 4
gr/cm3-5gr/cm3 bergantung pada jenis agregatnya.
3. Agregat Ringan
Jenis ini dipakai untuk menghasilkan beton ringan dalam sebuah bangunan yang
beratnya sendiri sangat menentukan. Agregat ringan digunakan dalam bermacam-
macam produk batako berkisar antara bahan isolasi sampai pada batako bertulang
atau batako ringan pra-tekan, sungguh pun penggunaanya yang paling banyak
dalam pembuatan blok-blok beton pracetak. Batako ringan yang digunakan
dengan agregat ringan mempunyai sifat tahan api yang baik. Agregat ini
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
mempunyai pori sangat banyak, sehingga daya serapnya jauh lebih besar
dibandingkan dengan daya serap agregat lainnya. Oleh karena itu penakarannya
harus dilakukan secara Volumetrik. Massa jenis agregat ringan berkisar antara
0,35 gr/cm3 - 0,85gr/cm3. Dalam penelitian ini menggunakan 2 jenis agregat yaitu
agregat biasa (pasir) dan agregat ringan styrofoam.
2.5. Pasir
Agregat yang digunakan untuk pembuatan batako ringan ini adalah pasir yang
lolos ayakan (Standard ASTM E 11-70) yang diameternya lebih kecil 5mm. adapun
kegunaan pasir ini adalah untuk mencegah keretakan pada beton apabila sudah
mengering. Karena dengan adanya pasir akan mengurangi penyusutan yang terjadi
mulai dari percetakan hingga pengeringan.
Pasir ini memang sangat penting dalam pembuatan beton ringan, tapi apabila
kadarnya terlalu besar akan mengakibatkan kerapuhan jika sudah mengering. Ini
disebabkan daya rekat antara partikel-partikel berkurang dengan adanya pasir dalam
jumlah yang besar, sebab pasir tersebut tidak bersifat merekat akan tetapi hanya
sebagai pengisi (Filler).
Pasir yang baik digunakan untuk pembuatan batako ringan berasal dari sungai
dan untuk pasir dari laut harus dihindarkan karena dapat mengakibatkan perkaratan
dan masih mengandung tanah lempung yang dapat membuat batako menjadi retak-
retak.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
2.6. Air
Air juga sangat berperan penting dalam proses pembuatan beton ringan yang
kegunaanya untuk melunakkan campuran agar bersifat plastis. Air yang digunakan
adalah air yang baik terhindar dari asam dan limbah. Air minum yang di kota relatif
bebas dari bahan-bahan kimia atau bahan-bahan lainnya yang dapat merugikan beton
ringan. Namun tidak demikian semua air yang dapat diminum itu baik digunakan
untuk dipakai campuran beton ringan.
Di Beberapa daerah tertentu air minum mengandung banyak unsur-unsur
kimia. Sebagai contoh air yang mengandung sedikit gula dan nitrat dapat digunakan
untuk air minum. Demikian juga halnya, air hujan yang turun banyak mengandung
gas-gas serta uap dari udara, karena udara terdiri dari komponen-komponen utama
yaitu zat asam, oksigen, nitrogen, dan karbondioksida.
Jadi air harus dipilih agar tidak mengandung kotoran-kotoran yang dapat
mempengaruhi mutu dari batako ringan.
2.7 Karakterisasi Batako Styrofoam
Batako ringan (aerated concrete) sering juga disebut batako berpori telah
dibuat dari campuran: semen, pasir dan styrofoam. Campuran beton kemudian dicetak
dan dikeringkan secara alami, dengan waktu pengeringan (ageing) selama: 7, 14, 21
dan 28 hari. Adapun karakteristik batako yang diukur meliputi: densitas, penyerapan
air, kuat tekan, kuat tarik, kuat patah, daya redam suara, dan analisa mikrostrukturnya
dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM).
Adapun pengujian batako ringan antara lain sebagai berikut :
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
2.7.1. Densitas (Density)
Untuk pengukuran densitas batako menggunakan metoda Archimedes,
besarnya nilai densitas batako dapat dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut
(Sijabat K,2007):
( ) airkgb
spc mmm
m ρρ Χ−−
= (2.1)
Dimana :
pcρ : Densitas (gr/cm3)
ms : massa sampel kering (gr)
mb : massa sampel setelah direndam air (gr)
mg : massa sampel digantung didalam air (gr)
mk : massa kawat penggantung (gr)
ρA = Densitas air = 1 gr/cm3
2.7.2 Penyerapan air (Water Absorption) Batako Styrofoam
Untuk mengetahui besarnya penyerapan air dihitung dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut (Sijabat K,2007):
%100xM
MMWA
k
kj −= (2.2)
Dimana :
WA = Water Absorption (%)
Mk = Massa benda di udara (gram)
Mj = Massa benda dalam kondisi saturasi/ jenuh (gram)
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
2.7.3 Kuat Tekan (Compressive Strength)
Pengukuran kuat tekan (Compressive Strength) dapat dihitung dengan
persamaan sebagai berikut (Sijabat K,2007):
AF
=σ (2.3)
Dimana :
)/( 2cmNTekanKuat=σ
F = Beban yang diberikan (kgf)
A = Luas penampang yang terkena penekanan gaya (cm2).
2.7.4. Kuat Tarik (Tensile Strength)
Pengukuran kuat tarik (Tensile Strength) dapat dihitung dengan persamaan
sebagai berikut (Sijabat K,2007):
AF
=σ (2.4)
dimana:
)/( 2cmNTekanKuat=σ
F = Gaya tarik (kgf)
A = Luas penampang (cm2)
2.7.5. Kuat Patah (Bending Strength)
Pengukuran kuat patah (Bending Strength) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan berikut (Sijabat K ,2007):
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
223
hbPL
=σ (2.5)
Dimana :
P = Beban maksimum yang diberikan (kgf)
L = jarak kedua titik tumpu (cm)
b, h = lebar dan tinggi benda uji (cm).
2.7.6. Daya Redam Suara
Besarnya penyerapan suara atau daya redam suara dari batako ringan berpori
perlu diukur, guna mengetahui sejauh mana aplikasi material tersebut dapat
diterapkan. Level intensitas suara atau tingkat kenyaringan dari suatu material diukur
dalam desible (dB).
Uji penyerapan suara dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Koefisien penyerapan suara, i
a
II
=α (2.6)
dimana:
Ia = intensitas suara yang diserap, dB.
Ii = intensitas sumber suara yang datang, dB.
2.7.7. Analisa Mikrostruktur
Pengujian mikrostruktur dari batako ringan berpori dilakukan dengan
Scanning Electron Microscope (SEM) untuk melihat bentuk dan ukuran partikel
penyusunnya. Scanning Electron Microscope (SEM) merupakan mikroskop elekteron
yang banyak digunakan untuk analisa permukaan material. SEM juga dapat
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
digunakan untuk menganalisa data kristalografi, sehingga dapat dikembangkan untuk
menentukan elemen atau senyawa. Prinsip kerja SEM menggunakan dua sinar
elektron secara simultan. Satu strike specimen digunakan untuk menguji dan strike
yang lain adalah CRT (Cathode Ray Tube) memberi tampilan gambar.
SEM menggunakan prinsip scanning, maksudnya berkas elektron di arahkan
dari titik ke titik pada objek. Gerakan berkas elektron dari satu titik ke titik yang lain
pada suatu daerah objek menyerupai gerakan membaca. Gerakan membaca ini
disebut dengan scanning. Komponen utama SEM terdiri dari dua unit, electron
column (B) dan display console (A).
Electron column merupakan model electron beam scanning. Sedangkan
display console merupakan elektron skunder yang di dalamnya terdapat CRT.
Pancaran elektron energi tinggi dihasilkan oleh electron gun yang kedua tipenya
berdasar pada pemanfaatan arus.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat Dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Fisika – LIPI,
Waktu penelitian dilakukan selama empat bulan yaitu pada bulan Desember 2008 s/d
Maret 2009.
3.2. Bahan baku
Bahan baku yang dipergunakan untuk pembuatan batako ringan antara lain:
1. Semen type I (Portland cement)
2. Pasir
3. Styrofoam
4. Air
3.3. Peralatan
1. Timbangan
2. Alat-alat gelas
3. Wadah dan pengaduk
4. Cetakan beton ( mould steel)
5. Oven pengering (drying oven)
6. Universal Testing Machine (UTM )
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
7. Scanning Electron Microscope (SEM)
8. Ayakan
9. Speaker (sumber suara)
10. Signal generator
11. Oscilloscope
12. Sound level meter
3. 4. Variabel dan Parameter
Varibel penelitian ini antara lain:
1. Variasi komposisi styrofoam: 100, 80, 60, 40, 20, dan 0 % (volume).
2. Variasi waktu pengerasan beton (ageing time): 7, 14, 21 dan 28 hari,
dilakukan pada kondisi normal atau alami.
Parameter pengujian yang dilakukan meliputi: densitas, porositas, kuat tekan,
kuat patah, kuat tarik, daya redam suara, dan analisa mikrostruktur dengan Scanning
Electron Microscope (SEM).
3. 5. Preparasi sampel batako styrofoam
Bahan baku yang digunakan pada pembuatan batako ringan terdiri dari:
semen, pasir silika, dan styrofoam. Preparasi pembuatan sampel batako ringan dapat
dilihat pada Tabel 3.1 berikut ini:
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Tabel 3. 1. Komposisi pencampuran bahan baku batako ringan
Kode Sampel
Semen (cm3)
Pasir Silika (% volume)
Styrofoam (% volume)
A 100 0 100
B 100 20 80
C 100 40 60
D 100 60 40
E 100 80 20
F 100 100 0
Cara menentukan komposisi pencampuran batako ringan berdasarkan volume
rasio antara semen dan agregat, yaitu 1 : 4. Untuk volume semen 100 cm3 (315 gram),
maka dibutuhkan sebanyak 400 cm3 agregat (pasir dan styrofoam). Jadi volume 400
cm3 dianggap 100 % volume, sehingga sudah memenuhi proporsi campuran agregat
dalam batako sekitar 70 – 80% (Tri Mulyono, 2005). Diagram alir pada pembuatan
batako ringan dapat dilihat pada Gambar 3.1. berikut ini :
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Gambar 3.1. Diagram alir preparasi batako ringan berbasis styrofoam
Pengadukan
Pencetakan
Pengerasan
Pengujian
Semen Pasir 100 Mesh
Styrofoam
Penimbangan FAS
(air : semen = 0,48)
Ageing alami (7,14,21,28)
Hasil
Kesimpulan
Sifat Fisis Sifat mekanik
- Kuat tekan - Kuat tarik - Kuat patah
- Densitas - Peny. air
- Daya Redam Suara
SEM
Analisa
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Untuk pembuatan batako ringan, masing-masing bahan baku ditimbang sesuai dengan komposisi seperti Tabel 3. 1. Setelah ditimbang, ketiga bahan baku tersebut dicampur dalam suatu wadah plastik, dan diaduk hingga rata menggunakan sendok semen. Tambahkan air, dimana jumlah air yang digunakan sesuai dengan perbandingan berat air : semen = 0,48 (fas = 0,48). Misalkan semen yang digunakan pada beton ringan sebanyak 100 gram, maka air yang diperlukan adalah = 0,48 x 100 gram = 48 gram.
Kemudian langkah selanjutnya adonan (pasta) diaduk hingga merata dan
homogen. Selanjutnya adonan yang dihasilkan dituangkan dalam cetakan yang
terbuat dari besi dengan ukuran: 16 x 4 x 4 cm. Bentuk sampel uji lainnya ada yang
berupa selinder berukuran: diameter 2,7 cm dan tinggi 7 cm. Kemudian adonan
dicetak, dan dikeringkan untuk proses pengerasan (ageing). Metoda yang dilakukan
pada proses pengerasan (ageing) adalah secara alami (normal). Variasi waktu proses
pengerasan (ageing) secara alami adalah: 7, 14, 21 dan 28 hari.
Setelah benda uji mengalami proses ageing, kemudian dilakukan pengujian
yang meliputi: densitas, penyerapan air, kuat tekan, kuat tarik, kuat patah, daya redam
suara, dan Mikrostrukturnya dengan menggunakan Scanning Electron Microscope
(SEM).
3. 6. Karakterisasi Batako Styrofoam
Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi: densitas, penyerapan
air, kuat tekan, kuat tarik, kuat patah, daya redam suara, dan Mikrostrukturnya
dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM).
3. 6. 1. Densitas (Density)
Pengukuran densitas (bulk density) dari masing-masing komposisi batako
ringan yang telah dibuat, diamati dengan menggunakan prinsip Archimedes dengan
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
menggunakan neraca digital. Pada proses awal dilakukan penimbangan massa benda
di udara (massa sampel kering) seperti halnya pada penimbangan biasa, sedangkan
penimbangan massa benda di dalam air seperti diperlihatkan pada Gambar 3.2.
Metoda pengukuran densitas.
1. Sampel yang telah mengalami pengerasan (ageing), dikeringkan di dalam
drying oven dengan suhu (105 ± 5) oC, selama 1 jam.
2. Kemudian timbang massa sampel kering (batako ringan), ms dengan
menggunakan neraca digital.
3. Sampel yang telah ditimbang, kemudian direndam di dalam air selama 1
jam, bertujuan untuk mengoptimalkan penetrasi air terhadap sampel uji.
Setelah proses penetrasi tercapai, seluruh permukaan sampel dilap dengan
kain flanel dan dicatat massa sampel setelah direndam di dalam air, mb.
4. Gantung sampel, pastikan tepat pada posisi tengah dan tidak menyentuh
alas beker gelas yang berisi air, dimana massa sampel berikut
penggantung di dalam air adalah mg.
0, 01560
Sampel digantung di dalam air
Aquades
Beaker Glass Timbangan
Gambar 3. 2. Prinsip penimbangan massa benda di dalam air
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
5. Selanjutnya sampel dilepas dari tali penggantung, dan catat massa tali
penggantung, mk.
Dengan mengetahui besaran-besaran tersebut diatas, maka nilai densitas batako
ringan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan (2.1).
3. 6. 2. Penyerapan Air (Water absorption)
Untuk mengetahui besarnya penyerapan air dari batako berpori yang telah
dibuat, maka perlu dilakukan pengujian.
Prosedur pengukuran penyerapan air adalah sebagai berikut:
1. Sampel yang telah dikeringkan di dalam drying oven dengan suhu (105 ± 5)
oC selama 1 jam, ditimbang massa dengan menggunakan neraca digital,
disebut massa sampel kering.
2. Kemudian sampel direndam di dalam air selama 1 jam sampai massa
sampel jenuh dan catat massanya.
Dengan menggunakan persamaan (2.2) maka nilai penyerapan air dari batako ringan
dapat ditentukan.
3. 6. 3. Kuat Tekan (Compressive Strength)
Alat yang digunakan untuk menguji kuat tekan adalah Universal Testing
Mechine (UTM). Model cetakan untuk benda uji, dimensi benda uji berupa selinder,
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
dan foto pengujian kuat tekan dengan menggunakan Universal Testing Mechine
(UTM) diperlihatkan pada lampiran 7.
Prosedur pengujian kuat tekan adalah sebagai berikut:
1. Sampel berbentuk selinder diukur diameternya, minimal dilakukan tiga
kali pengulangan. Dengan mengetahui diameternya maka luas penampang
dapat dihitung, A = π(d2/4).
2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor
penggerak kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung,
alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat
pada angka nol.
3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian
gaya (lihat lampiran 8), dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka
pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan
sebesar 4 mm/menit.
4. Apabila sampel telah pecah, arahkan switch kearah OF maka motor
penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan
pada panel display, saat beton tersebut rusak.
Dengan menggunakan persamaan (2.3) maka nilai kuat tekan dari batako ringan dapat
ditentukan.
3. 6. 4. Kuat Tarik (Tensile Strength)
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Bentuk sampel uji adalah selinder dengan diameter 2,7 cm dan tinggi 7 cm.
Prosedur pengujian kuat tarik adalah sebagai berikut:
a. Sampel berbentuk selinder diukur diameternya, minimal dilakukan tiga kali
pengulangan, kemudian jepitkan sampel pada dudukan yang telah tersedia
b. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor penggerak
kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya)
terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.
c. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian
gaya, dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka pembebanan secara
otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 4 mm/menit.
d. Apabila sampel telah putus, arahkan switch kearah OFF maka motor
penggerak akan berhenti. Catat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel
display, saat material beton ringan tersebut putus.
Dengan menggunakan persamaan (2.4) maka nilai kuat tarik dapat ditentukan.
3. 6. 5. Kuat Patah (Bending Strength)
Untuk mengetahui besarnya kuat patah dari batako ringan yang telah dibuat,
maka perlu dilakukan pengujian yang mengacu pada standar ASTM C 348 – 2002.
Alat yang digunakan untuk menguji kuat patah adalah Universal Testing Mechine
(UTM). Model cetakan serta dimensi benda uji untuk kuat patah benda berbentuk
balok, dan foto pengujian kuat tekan dengan menggunakan Universal Testing
Mechine (UTM) diperlihatkan pada lampiran 7.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Prosedur pengujian kuat patah adalah sebagai berikut:
1. Sampel berbentuk balok diukur lebar dan tingginya, minimal dilakukan
tiga kali pengulangan, kemudian atur jarak titik tumpu (span) sebesar 10
cm sebagai dudukan sampel (lihat lampiran 7).
2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor
penggerak kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung,
alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat
pada angka nol.
3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian
gaya (lihat lampiran 8), dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka
pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan
sebesar 4 mm/menit.
4. Apabila sampel telah patah, arahkan switch kearah OF maka motor
penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan
pada panel display, saat beton ringan tersebut patah.
Dengan menggunakan persamaan (2.5) maka nilai kuat patah dari batako ringan dapat
ditentukan.
3. 6. 6. Daya Redam Suara
Pengukuran daya redam suara (daya serap suara) dari batako ringan perlu
dilakukan agar dapat diketahui sejauh mana pemakaian dari material tersebut dapat
diterapkan tentunya. Perangkat peralatan yang digunakan untuk mengukur daya
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
redam suara, diperlihatkan pada lampiran 7. Level intensitas suara atau disebut juga
kenyaringan diukur dalam desible (dB).
Prosedur pengukuran intensitas suara membutuhkan peralatan: sinyal
generator sebagai sumber sinyal sinus yang dapat diatur frekuensinya, speaker aktif
sebagai sumber suara, osiloskop untuk mengukur frekuensi sinyal generator, dan
sound level meter untuk mengukur level suara.
Hal yang pertama dilakukan adalah mengukur level sumber suara dengan
menempatkan sound level meter diletakkan pada posisi tetap atau jarak tertentu
terhadap speaker aktif. Atur frekuensi sinyal generator mulai dari frekuensi rendah
hingga frekuensi 1600 Hz dan ukur level intensitas (dB) dari masing-masing
frekuensi tersebut dengan menggunakan sound level meter.
Kemudian lakukan pengukuran level suara didalam kotak berukuran 24 x 24 x
24 cm3 terbuat dari batako ringan, untuk mengukur tingkat intensitas yang
ditransmisikan. Tempatkan speaker aktif di dalam kotak tersebut. Dengan cara yang
sama seperti mengukur level sumber suara, dan level intensitas (dB) dari masing-
masing frekuensi tersebut. Artinya besar tingkat intensitas yang terukur merupakan
besaran yang ditransmisikan oleh bahan tersebut.
Tingkat intensitas suara yang terserap dapat diukur dari selisih antara tingkat
intensitas sumber suara dengan tingkat intensitas suara yang ditransmisikan Dengan
mengetahui besarnya intensitas suara yang diserap (Ia) dan intensitas sumber suara
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
yang datang (Ii) maka koefisien absorpsi, α dari batako ringan dapat ditentukan
dengan menggunakan persamaan 2.6.
3. 6. 7. Analisa Mikrostruktur Dengan Menggunakan SEM
Analisa mikrostruktur dari batako ringan dilakukan dengan menggunakan
Scanning Electron Microscope (SEM), guna untuk melihat bentuk dan ukuran
partikel penyusunnya, seperti diperlihatkan pada lampiran 7.
Mekanisme alat ukur SEM dapat dijabarkan sebagai berikut:
1. Sampel diletakkan di dalam cawan, kemudian sampel tersebut dilapisi
emas.
2. Sampel disinari dengan pancaran elektron bertenaga kurang lebih 20 kV
sehingga sampel memancarkan elektron turunan (secondary electron) dan
elektron terpantul (back scattered electron) yang dapat dideteksi dengan
detector scintilator yang diperkuat sehingga timbul gambar pada layar
CRT.
3. Pemotretan dilakukan setelah dilakukan pengesetan pada bagian tertentu,
dari objek dan perbesaran yang diinginkan sehingga diperoleh foto yang
dapat diidentifikasi.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Batako ringan (aerated concrete) sering juga disebut batako berpori, dibuat
dari bahan baku campuran semen, pasir dan styrofoam. Perlakuan batako dilakukan
dengan proses peringan secara alami (room temperature), dengan variasi waktu
pengeringan (ageing) selama: 7, 14, 21, dan 28 hari. Untuk mengetahui karakteristik
beton tersebut maka perlu dilakukan pengukuran atau pengujian besaran-besaran fisis
dan mekanis, antara lain: densitas, penyerapan air, kuat tekan, kuat patah, kuat tarik,
daya redam suara, dan analisa mikrostruktur dengan menggunakan SEM. Hasil-hasil
pengujian secara lengkap yang meliputi pengujian fisis dan mekanis beton berpori
masing-masing akan dibahas secara rinci sebagai berikut.
4. 1. Densitas (Density)
Hasil pengukuran densitas dari batako ringan dengan campuran bahan baku
semen, pasir, dan styrofoam yang telah dibuat dan dikeringkan secara alami dengan
variasi waktu pengeringan: 7, 14, 21, dan 28 hari seperti diperlihatkan pada Gambar
4.1. Dari Gambar 4. 1, terlihat bahwa nilai densitas batako tanpa styrofoam (100%
volume pasir) yang telah dikeringkan sebagai fungsi waktu (7, 14, 21, dan 28 hari)
adalah berkisar antara 2,28 - 2,38 gr/cm3. Apabila dilihat dari nilai densitas yang
dihasilkan, maka jenis batako ini dapat diklasifikasikan sebagai batako normal
struktural, karena memiliki nilai densitas sebesar 2,4 gr/cm3.
Dilihat dari hasil yang diperoleh, berdasarkan variasi waktu pengeringan yaitu
semakin lama waktu pengeringan maka tingkat kepadatan (solidifikasi) batako ringan
semakin tinggi, karena selama proses pengeringan telah terjadi proses penyusutan
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
(shringkage) yang disertai dengan pelepasan air (hidratasi) yang terikat secara alami
(perlahan-lahan). Proses kebalikan yang juga biasa dilakukan dalam proses fabrikasi
dalam dunia industri adalah dengan cara pelepasan paksa dalam waktu yang relatif
singkat (orde jam) yang dikenal dengan proses autoclave. Peristiwa pelepasan air
yang
terikat biasanya dapat melalui rongga-rongga yang ada pada beton menuju
kepermukaan, dan batako tersebut secara bertahap terhidrasi, sehingga terjadi ikatan
yang lebih stabil.
0.3
0.8
1.3
1.8
2.3
2.8
0 20 40 60 80 100
Styrofoam (% volume)
Den
sita
s (g
/cm
3 )
Gambar 4.1. Hubungan densitas terhadap prosentase penambahan styrofoam pada pembuatan batako ringan
Densitas batako normal: 2,4 gr/cm3
Densitas batako ringan struktur: 1,7 gr/cm3
Densitas batako styrofoam: 0,7 gr/cm3
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Pada penambahan granule styrofoam sebesar 20% (volume) maka nilai
densitas batako menjadi turun, yaitu: sekitar 1,65 – 1,76 gr/cm3, perubahan nilai
densitas yang ditampilkan tersebut yaitu karena adanya faktor waktu pengeringan
(ageing process) yang telah dilakukan (7 – 28 hari). Apabila dilihat dari nilai densitas
yang diperoleh, dengan penambahan 20% (volume) styrofoam maka termasuk dalam
klasifikasi batako ringan struktur (structural lightweight concretes) dengan densitas
berkisar 1,4 – 1,8 gr/cm3 (Iman Satyarno, 2004).
Untuk penambahan jumlah styrofoam sebanyak 40% (volume), nilai densitas
yang diperoleh adalah 1,46 – 1,58 gr/cm3 (dengan rentang waktu pengeringan 7 - 28
hari). Nilai densitas yang dihasilkan juga termasuk dalam kategori batako ringan
struktur. Sedangkan untuk jumlah 60% (volume) styrofoam, nilai densitas yang
diperoleh adalah 1,09 – 1,2 gr/cm3 (dengan waktu pengeringan 7 - 28 hari). Jadi pada
penambahan 60% (volume) styrofoam dapat dikategorikan sebagai beton ringan
dengan kekuatan menengah (moderate-strength lightweight concrete).
Untuk penambahan jumlah 80% (volume) styrofoam, nilai densitas yang
diperoleh menjadi 0,79 - 0,91 g/cm3 (dengan waktu pengeringan 7 - 28 hari). Jenis
batako ini termasuk dalam dua kategori, yaitu: batako ringan untuk pasangan batu
(masonry concrete) dan batako ringan dengan kekuatan menengah (moderate-
strength lightweight concrete). Sedangkan untuk 100% (volume) styrofoam, nilai
strength lighweight concrete). Sedangkan untuk 100% (volume) styrofoam,nilai
densitas yang diperoleh sekitar 0,4 – 0,5 gr/cm3. Hasil penelitian sebelumnya
(Satyarno, 2005), nilai densitas untuk beton dengan 100% styrofoam dan 250 kg/m3
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
semen dapat menghasilkan densitas sebesar 0,33 gr/cm3. Salah satu jenis yang sejenis
dari produk batako styrofoam (foam concrete) yang telah dilakukan fabrikasi di
Inggris dengan nilai densitas 0,7 gr/cm3 akan menghasilkan nilai kuat tekan 2,5
N/mm2, kuat tarik 0,25 N/mm2, dan kuat patah 0,44 N/mm2.
Menurut (Yanarta, 2008), batako berpori yang diklasifikasikan sebagai
batako ringan adalah batako yang memiliki densitas 2/3 dari densitas batako normal.
Nilai densitas batako ringan berpori yang dikeringkan secara alami (konvensional)
adalah berkisar 0,741 gr/cm3 (Abbate, 2005). Dilihat dari nilai yang diperoleh maka
batako tersebut dapat dikatogorikan sebagai beton ringan penahan panas (insulating
concrete), namun demikian perlu juga dilihat dari besaran fisis lainnya.
4. 2. Penyerapan Air (Water Absorption)
Pada Gambar 4. 2, terlihat bahwa nilai penyerapan air dari batako ringan
berbasis styrofoam, pasir, dan semen, yang dikeringkan secara alami (7, 14, 21 dan 28
hari), diperoleh berkisar antara: 7,6 – 41 %. Dari Gambar 4.2, batako yang dibuat
tanpa styrofoam (100% volume pasir) dan dikeringkan sebagai fungsi waktu (7, 14,
21, dan 28 hari), maka nilai penyerapan air yang diperoleh adalah berkisar 29 – 41 %.
Untuk penambahan 20% styrofoam dan dikeringkan selama: 7, 14, 21, dan 28 hari,
maka nilai penyerapan air yang dihasilkan 23 – 33,9 %. Pada penambahan 40%
styrofoam dan dikeringkan secara konvensional sebagai fungsi waktu (7, 14, 21, dan
28 hari), diperoleh nilai penyerapan air yaitu 18 – 27 %. Penambahan 60% styrofoam
dan dikeringkan sebagai fungsi waktu (7, 14, 21, dan 28 hari), diperoleh nilai
penyerapan air sebesar 14 – 22,3 %. Sedangkan untuk penambahan 80% styrofoam
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
dan dikeringkan sebagai fungsi waktu (7, 14, 21, dan 28 hari), diperoleh nilai
penyerapan air sekitar 10,4 – 18,3 %. Dan terakhir dengan total penambahan 100%
styrofoam (tanpa pasir) dan dikeringkan dalam kurun waktu (7, 14, 21, dan 28 hari),
diperoleh nilai penyerapan air sebesar 7,6 – 15 %.
Batako styrofoam (foamed concrete) dengan nilai densitas 0,77 g/cm3 dan
perendaman selama 10 hari (setelah sebelumnya dilakukan pengeringan
konvensional) menghasilkan penyerapan air sebesar 13 %, untuk batako normal
(dense concrete block) dengan perlakuan yang sama maka menghasilkan penyerapan
5
15
25
35
45
55
0 20 40 60 80 100Styrofoam (% volume)
Wat
er A
bsor
ptio
n (%
)
Gambar 4. 2. Hubungan penyerapan air terhadap prosentase penambahan styrofoam pada pembuatan batako ringan melalui proses pengeringan alami: 7, 14, 21, dan 28 hari
Penyerapan air batako normal: 50 %
Penyerapan air batako styrofoam: 13%
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
air sebesar 50 % berat. Hasil pengamatan peneliti lain (Siporex Oy, 2000; William V
Abate, 2005), menunjukkan bahwa batako berpori untuk jenis beton ringan terdapat
banyaknya pori antara 50 - 70 %. Ternyata gelembung-gelembung udara yang
terperangkap di dalam batako atau yang ada di dalam styrofoam akan mengurangi
volume batako dan membuat batako menjadi lebih ringan (Wijoseno, 2008). Dilihat
dari hasil yang diperoleh menunjukkan adanya pola teratur yang menyatakan
penambahan styrofoam dan fungsi waktu pengeringan, yang cenderung menurunkan
nilai penyerapan air pada beton tersebut.
4. 3. Kuat Tekan (Compressive Strength)
Pada Gambar 4.3, terlihat bahwa kuat tekan dari batako ringan yang
dikeringkan secara alami (7, 14, 21 dan 28 hari) adalah berkisar antara 0,32 – 12,72
MPa.
Dari gambar 4. 3, batako yang dibuat tanpa styrofoam (100% volume pasir)
dan dikeringkan sebagai fungsi waktu (7, 14, 21, dan 28 hari), nilai kuat tekan yang
dihasilkan adalah berkisar antara 10,40 – 12,72 MPa. batako ini dikategorikan
sebagai batako ringan dengan kekuatan menengah (moderate-strength lightweight
concrete), dengan interval kuat tekan 7 - 14 MPa (Iman 2004).
Untuk penambahan 20% styrofoam dan dikeringkan selama 7, 14, 21, dan 28
hari, maka nilai kuat tekan yang diperoleh adalah 8,3 – 10 MPa. Untuk penambahan
40% styrofoam dan dikeringkan selama 7, 14, 21, dan 28 hari, maka nilai kuat
tekan yang dihasilkan 6,2 – 7,2 MPa.Sedangkan untuk jumlah penambahan styrofoam
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
60% yang dikeringkan dengan variasi waktu selama 7, 14, 21, dan 28 hari, maka
nilai kuat tekan yang diperoleh menjadi turun menjadi 4 – 4,9 MPa. Dan untuk
styrofoam 80% dan di keringkan selama 7, 14, 21,dan 28 hari, maka nilai kuat tekan
yang dihasilkan menjadi lebih kecil, yaitu 1,88 – 2,80 MPa, maka klasifikasi jenis
batako tersebut termasuk dalam kelas batako ringan penahan panas (low density
concrete).
Terakhir pada penambahan 100% styrofoam (tanpa pasir) maka nilai kuat
tekan yang diperoleh lebih turun lagi yaitu 0,32 – 0,48 MPa. Berdasarkan nilai yang
diperoleh maka jenis batako ini dapat dikasifikasikan dalam batako berat jenis rendah
(low density concrete), yaitu rentang kuat tekan 0,35 - 6,9 MPa (Iman Satyarno,
2004). Berdasarkan referensi (Yothin Ungkoon, 2007), nilai kuat tekan dari batako
ringan berpori yang dikeringkan secara alami adalah sebesar 1,6 MPa. Nilai kuat
tekan batako ringan struktural adalah berkisar 12,1 MPa (Carolyn Schierhorn,
2008). Jadi apabila yang diinginkan batako ringan dengan target densitas < 1gr/cm3
(asumsi 0,7gr/cm3) maka nilai kuat tekan yang ideal (memenuhi syarat) adalah pada
nilai 2,5 Mpa. Dengan kata lain, hanya dapat digunakan untuk batako dengan
penambahan maksimum styrofoam sampai 80% (volume).
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
4. 4. Kuat Tarik (Tensile Strength)
Dalam pengujian tarik terhadap batako ringan dengan variasi komposisi
styrofoam: 100, 80, 60, 40, 20, dan 0 % (volume) dan waktu pengeringan 7, 14, 21 28
hari, diperlihatkan seperti pada Gambar dibawah ini .Dari Gambar 4.4, batako yang
dibuat tanpa styrofoam (100% volume pasir) dan dikeringkan sebagai fungsi waktu
(7, 14, 21, dan 28 hari), nilai kuat tarik yang diperodleh adalah antara 1,03 – 1,21
MPa.
Gambar 4. 3. Hubungan antara kuat tekan terhadap penambahan styrofoam (% volume) pada pembuatan batako ringan melalui proses pengeringan alami: 7, 14, 21 dan 28 hari.
.
Kuat tekan batako styrofoam: 2,5 MPa
0
3
6
9
12
15
0 20 40 60 80 100Styrofoam (% volume)
Com
pres
sive
Stre
ngth
(M
Pa) Kuat tekan batako normal: 12,1 MPa
Kuat tekan batako Styrofoam : 2,5 MPa
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Apabila diamati dari nilai pengujian yang diperoleh, maka batako tersebut
termasuk dalam klasifikasi batako struktural (dengan densitas 1,8 gr/cm3) atau nilai
kuat tarik sebesar 1 MPa. Untuk penambahan 20% styrofoam dan dikeringkan
selama: 7, 14, 21, dan 28 hari, maka nilai kuat tarik yang diperoleh adalah 0,88 –
1,07 MPa. Untuk penambahan 40% styrofoam dan dikeringkan selama 7, 14, 21, dan
28 hari, maka nilai kuat tarik yang diperoleh yaitu 0,51 – 0,68 MPa.
Gambar 4.4. Hubungan kuat tarik terhadap prosentase penambahan styrofoam pada pembuatan batako ringan melalui proses pengeringan alami: 7, 14, 21 dan 28 hari
0.00
0.30
0.60
0.90
1.20
1.50
0 20 40 60 80 100Styrofoam (% volume)
Tens
ile S
treng
th (
MPa
)
Kuat tarik batako ringan struktur: 1 MPa
Kuat tarik batako styrofoam: 0,25 MPa
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Apabila jumlah penambahan styrofoam 60% dan dikeringkan selama: 7, 14,
21, dan 28 hari, maka nilai kuat tarik mengalami penurunan menjadi: 0,29 – 0,44
MPa. Untuk komposisi styrofoam 80% dan dikeringkan selama 7, 14, 21, dan 28
hari, maka nilai kuat tekan menjadi lebih turun yaitu 0,09 – 0,21 MPa. Pada 100%
styrofoam (tanpa pasir) maka nilai kuat tarik lebih turun lagi, menjadi 0,03 – 0,05
MPa. Ternyata dari hubungan ini terlihat bahwa penambahan styrofoam cenderung
menurunkan kuat tarik batako tersebut dan sebaliknya fungsi waktu pengeringan
cenderung meningkatkan nilai kuat tarik. Jadi apabila ditargetkan nilai densitas
batako 0,7 gr/cm3, maka dibutuhkan nilai kuat tarik minimal adalah sebesar 0,25
MPa. Berdasarkan hal tersebut diatas, sebaiknya penambahan styrofoam tidak lebih
dari 60 % (volume) atau dengan penambahan styrofoam maksimum 80 % (volume)
dengan waktu pengeringan (ageing) 28 hari pada suhu kamar.
4. 5. Kuat Patah (Bending Strength)
Pada Gambar 4.5, terlihat bahwa nilai kuat patah dari batako ringan yang
dikeringkan secara alami 7, 14, 21 dan 28 hari adalah antara 0,09 – 1,87 MPa. Dari
Gambar 4. 5, batako yang dibuat tanpa styrofoam (100% volume pasir) dan
dikeringkan sebagai fungsi waktu (7, 14, 21, dan 28 hari), nilai kuat patah yang
diperoleh antara 1,63 – 1,87 MPa. Dari nilai yang diperoleh, maka batako tersebut
termasuk dalam klasifikasi batako ringan struktur (densitas 1,8 gr/cm3) atau kuat
patah sebesar 1,85 MPa. Pada penambahan 20% styrofoam dan dikeringkan selama 7,
14, 21, dan 28 hari, maka nilai kuat patah adalah: 1,36 – 1,60 MPa. Sedangkan
untuk penambahan 40% styrofoam dan dikeringkan selama: 7, 14, 21, dan 28 hari,
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
maka nilai kuat patah menjadi: 1,21 – 1,45 MPa. Pada penambahan styrofoam 60%
(volume) dan dikeringkan selama: 7, 14, 21, dan 28 hari, maka nilai kuat patah
menjadi turun: 0,94 – 1,12 MPa.
Untuk styrofoam 80% (volume) dan dikeringkan selama: 7, 14, 21, dan 28
hari, maka nilai kuat patah turun menjadi: 0,41 – 0,6 MPa. Sedangkan pada 100%
(volume) styrofoam (tanpa pasir) maka nilai kuat patah turun lagi menjadi: 0,09 –
0,12 MPa.
Untuk styrofoam 80% (volume) dan dikeringkan selama7,14,21, dan 28 hari,
maka nilai kuat patah turun menjadi: 0,41 – 0,6 Mpa. Sedangkan pada 100%
(volume) styroafoam (tanpa pasir) maka nilai kuat patah turun lagi menjadi: 0,09 –
0,12 Mpa.
Sedangkan menurut literatur (Yothin Ungkoon, 2007), kuat patah dari batako ringan
berpori yang dikeringkan secara alami adalah sekitar 0,59 MPa. Apabila ditargetkan
densitas 0,7 gr/cm3 maka dibutuhkan kuat patah sebesar 0,44 MPa, maka sebaiknya
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
0 20 40 60 80 100Styrofoam (% volume)
Flex
ural
Stre
ngth
(M
Pa)
Gambar 4. 5. Hubungan kuat patah terhadap prosentase penambahan styrofoam pada pembuatan batako ringan melalui proses pengeringan alami: 7, 14, 21 dan 28 hari
Kuat patah batako styrofoam: 0,44 MPa
Kuat patah batako ringan struktur: 1,85 MPa
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
penambahan styrofoam tidak lebih dari 80 % (volume) dengan waktu pengeringan 28
hari.
4. 6. Daya Redam Suara
Pengujian daya redam suara dari batako ringan dilakukan dengan
menggunakan signal generator dan mengacu pada JIS A 1405. Berdasarkan sifat
mekanik dari batako ringan tersebut, maka salah satu komposisi yang dipilih adalah
80 % styrofoam dan 20 % pasir (persen volume) yang dikeringkan selama 28 hari.
Pada Gambar 4.6a, ditunjukkan hasil pengukuran level intensitas suara dari batako
ringan pada komposisi 80 % styrofoam dan 20 % pasir (persen volume) yang
25
50
75
100
100 1000 10000Frekuensi (Hz)
Soun
d L
evel
(db
)
Gambar 4. 6a. Hubungan tingkat penyerapan suara terhadap frekuensi pada batako ringan dengan penambahan 80% (volume) Styrofoam dan waktu pengeringan 28 hari.
Intensitas sumber suara
Intensitas suara setelah melalui beton
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
dikeringkan selama 28 hari.
Pada pengujian penyerapan suara yang dilakukan adalah pada rentang
frekuensi pengukuran: 100 – 1600 Hz. Dari Gambar 4.6, tenyata level intensitas suara
dari sumber yang datang adalah berkisar antara 54 – 93,2 dB dan level intensitas
suara yang terserap sekitar 30,2 – 73,5 dB.
Pada Gambar 4.6b, ditunjukkan hubungan koefisien penyerapan suara
terhadap frekuensi dari batako ringan dengan komposisi 80 % styrofoam dan 20 %
pasir (% volume) yang dikeringkan selama 28 hari. Dari Gambar 4.6b, terlihat bahwa
batako ringan dengan komposisi 80 % (volume) styrofoam yang dikeringkan selama
28 hari memiliki sifat penyerapan suara yang baik masing-masing pada frekuensi:
125, 270, 500, dan 1000 Hz dengan tingkat penyerapan sebesar: 18,41%, 33,88%,
14,29%, dan 8,91%.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Berdasarkan referensi (Wilbert F. Stoecker, 1982), bahwa orde besaran
koefisien penyerapan, α untuk batako berkisar antara 0,01 – 0,05 dan bahan akustik
sekitar 0,2 – 0,8 atau 2 – 8 %. Sedangkan berdasarkan laporan dari hasil penelitian
lainnya, menyatakan bahwa koefisien absorpsi suara dari batako ringan berpori pada
frekuensi 125 Hz adalah sebesar 0,36 atau 36 % dan pada frekuensi 500 Hz sebesar
0,31 atau 31 %.
4. 7. Analisa Mikrostruktur
Analisa mikrostruktur dari batako ringan berpori dilakukan dengan
menggunakan metode Scanning Electron Microscope (SEM) untuk melihat bentuk
dan ukuran partikel penyusun pada skala mikro. Preparasi sampel dan pemotretanya
Gambar 4.6b. Hubungan koefisien absorpsi terhadap frekuensi untuk batako ringan berpori, pada komposisi 80 % styrofoam dan 20 % pasir, dikeringkan selama 28 hari
33.884
8.913
14.289
18.408
0
5
10
15
20
25
30
35
100 1000 10000Frekuensi (Hz)
Koe
fisie
n A
bsor
psi
(%)
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
adalah dengan melapisi permukaan sampel yang telah dilakukan Poleshing terlebih
dahulu dengan bahan emas dan selanjutnya difoto bagian-bagian yang diinginkan
untuk pembesaran tertentu. Poleshing dilakukan dengan cara digosok permukaan
supaya bagus.
Gambar 4.7a, Foto SEM dari batako ringan yang dikeringkan secara alami selama 7 hari dengan komposisi 80 % styrofoam dan 20 % pasir (% volume)
Pada Gambar 4.7a, proses pengeringan masih berlangsung karena pelepasan air
belum selesai ( 7 hari). Dari Gambar 4.7a terlihat bahwa batako ringan yang dibuat
dengan komposisi 80 % styrofoam dan 20 % pasir (% volume), ditandai dengan
butiran styrofoam yang berbentuk bulat, pori-pori (rongga-rongga) belum terlihat
jelas.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Dari Gambar 4.7b, terlihat bahwa pada batako ringan yang dibuat dengan komposisi
80 % styrofoam dan 20 % pasir (% volume) masih terdapat rongga-ronga (pori) yang
ditandai dengan warna hitam (gelap), sedangkan yang berbentuk bulat merupakan
butiran styrofoam dan warna abu-abu merupakan campuran semen dan pasir. Rongga-
ronga (pori) tidak terdistribusi merata (tidak homogen) dan ukuran pori relatif lebih
kecil dari 50 μm. Ukuran partikel styrofoam paling kecil sekitar 100 μm dan bisa
mencapai 2 mm.
Berdasarkan referensi (Yothin Ungkoon, 2007), menyatakan bahwa batako ringan
yang dikeringkan secara alami (konvensional) mempunyai permukaan yang lebih
kasar, ukuran pori lebih besar dengan jumlah lebih sedikit, dan pori terdistribusi tidak
merata.
Gambar 4.7b. Foto SEM dari batako ringan yang dikeringkan secara alami selama 28 hari dengan komposisi: 80 % styrofoam dan 20 % pasir
100 μm 600 X
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Batako ringan berbasis: styrofoam, pasir, dan semen telah berhasil dibuat, dengan
variasi komposisi terbaik adalah 80 % (volume) styrofoam, dan 20 % (volume)
pasir, dengan jumlah semen tetap sebesar 315 gram dan waktu pengeringan secara
alami selama 28 hari.
2. Karakteristik dari batako ringan yang dihasilkan dari proses pengerasan selama
28 hari adalah sebagai berikut: densitas 0,91 gr/cm3, penyerapan air 10,4 %, kuat
tekan 2,8 MPa, kuat tarik 0,21 MPa, dan kuat patah 0,6 MPa.
3. Batako ringan yang dihasilkan memiliki respon penyerapan suara paling baik
pada frekuensi: 125, 270, 500, dan 1000 Hz, serta menghasilkan tingkat
penyerapan suara pada masing-masing frekuensi tersebut sebesar: 18,41; 33,88;
14,29; dan 8,91%.
4. Batako yang dihasilkan relatif berpori dan tidak terdistribusi merata dengan
ukuran pori lebih kecil dari 50 μm. Sedangkan ukuran styrofoam paling kecil
sekitar 100 μm sampai paling besar 2 mm yang tersusun dalam campuran semen
dan pasir.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
5.2. Saran
Untuk melengkapi penelitian batako ringan yang dibuat sampai tahap
komersialisasi, maka perlu kajian lebih lanjut tentang tekno-ekonomi.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR PUSTAKA
_____,Concrete Properties. http://www.engineeringtoolbox.com/concrete-properties-d_1223.html. 10/04/2009. 10:10.
_____, Foam Concrete. http://www.foamconcrete.co.uk/properties-of-foam-concrete-
html. 10/04/2009. 11:05. _____, Stroy-Beton Inc. http://www.ibeton.ru/english/intro.php. 10/04/2009.
10/04/2009 11:36.
_____, http://www.engineeringtoolbox.com/accoustic-sound-absoption-d 68.html. 10/04/2009 12.00.
_____,http://online.physics.uiuc.edu/courses/phys199pom/Student_Reports/Fall02/Al
an_Trues dale/Alan_Truesdale_Absorbtion_Coefficient.pdf. 10/04/2009 12.50.
Andrew R. Barron, Manufacture of Portland Cement, Version 1.3: Jun 21, 3:26 pm
GMT-5, 2008
Bilmeyer, Jr, FW, 1984, Text Book of Polymer Science, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc., Singapore.
Carolyn Schiehorn, 2008, Producing Structural Lightweight Concrete Block
Crawford, R.J., 1998, Plastic Enggineering, Third Edition.
Iman Satyarno., 2004, Panel Beton Styrofoam Ringan Untuk Dinding, Teknik Sipil FT UGM, Yogyakarta.
Me and Mine. Beton Spesial. http://Yanarta.com/civil-engineering/beton-spesial.
14/11/2008. 13:30 NRMCA, 2000, CIP 36- Structural light weight concrete
Nugraha Paul, 2007, Antoni. Teknologi Beton. Surabaya : Andi
Ramamurthy K., Narayanan N., 2000, Influence Of Composition And Curing On Drying Shrinkage Of Aerated Concrete
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Satyarno Iman, 2004, LightWeight Styrofoam Concrete For Lighter And More Ductile Wall, Universitas Gajah Mada
Sijabat K,2007. Pembuatan Keramik Paduan Cordicrit Sebagai Bahan Refraktori dan
Karakterisasinya.Tesis,USU Medan Siporex Oy,2000, Autoclaved aerated concrete block, RT Environmental Declaration
1(2) 23.23 House Tri Mulyono, 2005, Teknologi Beton, Andi, Yogyakarta
Tetuko Anggito P, Deni S.K, Muljadi, Perdamean S, 2008, Pengaruh Proses Aging Karakteristik Beton Geopolymer berbasis Fly Ash, Proseding Seminar Nasional Fundamental dan Aplikasi Teknik Kimia , Surabaya
William V. Abbate, 2005, Precast Autoclaved Aerated Concrete
Wilbert F. Stoecker, 1982, Referigerasi dan Pengkondisian Udara, Erlangga
Wijoseno. Beton Ringan. http://wijoseno.wordpress.com/2008/09/22/beton-ringan/. 10/04/2009. 10:30.
Yothin Ungkoon, 2007, Chadchart Sittipunt, Pichai Namprakai, Wanvisa
Jetipattaranat,Kyo-Seon Kim, and Tawatchai Charinpanitku , Analysis of Microstructure and Properties of Autoclaved Aerated Concrete Wall Construction Materials , J. Ind. Eng. Chem., Vol. 13, No. 7, 1103-1108.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Lampiran 1. Perhitungan untuk menentukan densitas
Mengikuti persamaan. 2.1, perhitungan untuk menentukan densitas
(Archimedes method) sampel 7 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut:
( ) airkgb
spc mmm
m ρρ Χ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−=
= ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−− )053.0855.60(287.105425.101
= 2.28 gr/cm3
Mengikuti persamaan 2.1 perhitungan untuk menentukan densitas ( Arhimedes
method ) Sampel 14 hari ( 0% Styrofoam) Sebagai berikut :
( ) airkgb
spc mmm
m ρρ Χ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−=
)053.0077,62(428,106462,103
= 2,33 gr / cm3
Mengikuti persamaan 2.1 perhitungan untuk menentukan densitas
( Arhimedes method ) Sampel 21 hari ( 0% Styrofoam) Sebagai berikut :
( ) airkgb
spc mmm
m ρρ Χ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−=
)053.0271,63(901,107452,105
= 2,36 gr / cm3
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Mengikuti persamaan 2.1 perhitungan untuk menentukan densitas (
Arhimedes method ) Sampel 28 hari ( 0% Styrofoam) Sebagai berikut :
( ) airkgb
spc mmm
m ρρ Χ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−=
)053.0340,64(343,109233,107
= 2,38 gr / cm3
Dengan perhitungan yang sama diperoleh Tabel A.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
TABEL A. DATA PENGUKURAN DENSITAS
7 hari
14 hari
Styrofoam
(% volume)
Massa
Kering
(ms)
(g)
Massa setelah
setelah
direndam (mb)
(g)
Massa digantung
dalam air (mg)
(g)
Massa kawat
penggantung (mk)
(g)
Densitas
(g/cm3)
Archimedes
0 103.462 106.428 62.077 0.053 2.33
20 101.523 120.231 60.914 0.053 1.71
40 100.444 126.295 60.267 0.053 1.52
60 98.768 145.093 59.261 0.053 1.15
80 98.152 174.311 58.891 0.053 0.85
100 97.222 274.329 58.333 0.053 0.45
Styrofoam
(% volume)
Massa
Kering
(ms)
(g)
Massa setelah
setelah
direndam (mb)
(g)
Massa digantung
dalam air (mg)
(g)
Massa kawat
penggantung (mk)
(g)
Densitas
(g/cm3)
Archimedes
0 101.425 105.287 60.855 0.053 2.28
20 100.912 121.653 60.547 0.053 1.65
40 99.433 127.712 59.660 0.053 1.46
60 98.056 148.740 58.834 0.053 1.09
80 97.162 181.234 58.297 0.053 0.79
100 96.052 297.708 57.631 0.053 0.40
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
21 hari
Styrofoam
(% volume)
Massa
Kering
(ms)
(g)
Massa setelah
setelah
direndam (mb)
(g)
Massa digantung
dalam air (mg)
(g)
Massa kawat
penggantung
(mk)
(g)
Densitas
(g/cm3)
Archimedes
0 105.452 107.901 63.271 0.053 2.36
20 103.776 121.854 62.266 0.053 1.74
40 102.164 126.735 61.298 0.053 1.56
60 100.668 145.660 60.401 0.053 1.18
80 99.252 171.017 59.551 0.053 0.89
100 98.263 263.619 58.958 0.053 0.48
28 hari
Styrofoam
(% volume)
Massa
Kering (ms)
(g)
Massa setelah
setelah
direndam (mb)
(g)
Massa digantung
dalam air (mg)
(g)
Massa kawat
penggantung
(mk)
(g)
Densitas
(g/cm3)
Archimedes
0 107.233 109.343 64.340 0.053 2.38
20 105.322 122.982 63.193 0.053 1.76
40 104.214 128.434 62.528 0.053 1.58
60 103.256 147.947 61.954 0.053 1.20
80 100.223 170.216 60.134 0.053 0.91
100 99.266 258.039 59.560 0.053 0.50
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Lampiran 2. Perhitungan untuk menentukan penyerapan air
Mengikuti Persamaan. 2.2, perhitungan untuk menentukan penyerapan air
sampel 7 hari (0% Styrofoam) sebagai berikut :
%100xM
MMWA
k
kj⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −=
%100425.101
425.101009.143 xWA ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=
= 41.0%
Mengikuti Persamaan. 2.2, perhitungan untuk menentukan penyerapan air
sampel 14 hari (0% Styrofoam) sebagai berikut :
%100xM
MMWA
k
kj
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −=
%100462.103
462.103708.140 xWA ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=
= 36,0%
Mengikuti Persamaan. 2.2, perhitungan untuk menentukan penyerapan air
sampel 21 hari (0% Styrofoam) sebagai berikut :
%100xM
MMWA
k
kj
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −=
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
%100452.105
452.105197.139 xWA ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=
= 32.0%
Mengikuti Persamaan. 2.2, perhitungan untuk menentukan penyerapan air
sampel 28 hari (0% Styrofoam) sebagai berikut :
%100xM
MMWA
k
kj
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −=
%100233.107
233.107331.138 xWA ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=
= 29.0 %
Dengan perhitungan yang sama diperoleh Tabel B
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
TABEL. B. Data Pengukuran Penyerapan Air
7 hari
Styrofoam
(% volume)
Massa Kering
(gr)
Massa Basah
(gr)
Penyerapan Air
(%)
0 101.425 143.009 41.00
20 100.912 135.121 33.90
40 99.433 126.280 27.00
60 98.056 119.922 22.30
80 97.162 114.943 18.30
100 96.052 110.460 15.00
14 hari
Styrofoam
(% volume)
Massa Kering
(gr)
Massa Basah
(gr)
Penyerapan Air
(%)
0 103.462 140.708 36.00
20 101.523 131.980 30.00
40 100.444 124.551 24.00
60 98.768 118.028 19.50
80 98.152 114.053 16.20
100 97.222 108.791 11.90
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
21 hari
Styrofoam
(% volume)
Massa Kering
(gr)
Massa Basah
(gr)
Penyerapan Air
(%)
0 105.452 139.197 32.00
20 103.776 130.758 26.00
40 102.164 123.618 21.00
60 100.668 117.782 17.00
80 99.252 113.147 14.00
100 98.263 107.893 9.80
28 hari
Styrofoam
(% volume)
Massa Kering
(gr)
Massa Basah
(gr)
Penyerapan Air
(%)
0 107.233 138.331 29.00
20 105.322 129.546 23.00
40 104.214 122.973 18.00
60 103.256 117.712 14.00
80 100.223 110.646 10.40
100 99.266 106.810 7.60
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Lampiran 3. Perhitungan untuk menentukan kuat tekan
Mengikuti persamaan. 2.3, perhitungan untuk menentukan kuat tekan sampel
7 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
AF
=σ
Dimana:
A = Luas Penampang = 4
)51.27).(14.3(4. 22
=dπ
= 594.09 mm2
F = Gaya = 6178.52 N
2.09.594.52.6178
mmN
=σ = 10.4 MPa
Mengikuti persamaan. 2.3, perhitungan untuk menentukan kuat tekan sampel
14 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
AF
=σ
4
)50.27).(14.3(4. 22
==dA π
= 593.66 mm2
F = 6827.05 N
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
AF
=∴σ
266.59305.6827mm
Ν=
= 11,5 Mpa
Mengikuti persamaan. 2.3, perhitungan untuk menentukan kuat tekan sampel
21 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
AF
=σ
4. 2dA π
=4
)52.27)(14.3( 2
=
= 594.52 mm2
.60.7312 Ν=F
AF
=σ 252.59460.7312mm
Ν=
= 12.3 MPa
Mengikuti persamaan. 2.3, perhitungan untuk menentukan kuat tekan sampel
28 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
AF
=σ
4. 2dA π
=4
)50.27)(14.3( 2
=
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
= 593.66 mm2
.31.7551 Ν=F
AF
=σ 266.59331.7551mm
Ν=
= 12.72 MPa
Dengan perhitungan yang sama diperoleh tabel C
Catatan : 1 MPa = 1 N / mm2
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
TABEL C. Data Pengukuran Kuat Tekan
7 hari
Styrofoam
(% volume)
Diameter
(mm)
Luas
(mm2)
Gaya
(N)
Kuat Tekan
(MPa)
0 27.51 594.09 6178.52 10.40
20 27.50 593.66 4927.35 8.30
40 27.48 592.79 3675.32 6.20
60 27.47 592.36 2369.45 4.00
80 27.51 594.09 1116.89 1.88
100 27.48 592.79 189.69 0.32
14 hari
Styrofoam
(% volume)
Diameter
(mm)
Luas
(mm2)
Gaya
(N)
Kuat Tekan
(MPa)
0 27.50 593.66 6827.05 11.50
20 27.50 593.66 5224.18 8.80
40 27.48 592.79 3853.15 6.50
60 27.47 592.36 2464.22 4.16
80 27.52 594.52 1200.93 2.02
100 27.52 594.52 219.97 0.37
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
21 hari
Styrofoam
(% volume)
Diameter
(mm)
Luas
(mm2)
Gaya
(N)
Kuat Tekan
(MPa)
0 27.52 594.52 7312.60 12.30
20 27.51 594.09 5465.61 9.20
40 27.48 592.79 4090.27 6.90
60 27.50 593.66 2671.45 4.50
80 27.51 594.09 1425.81 2.40
100 27.52 594.52 261.59 0.44
28 hari
Styrofoam
(% volume)
Diameter
(mm)
Luas
(mm2)
Gaya
(N)
Kuat Tekan
(MPa)
0 27.50 593.66 7551.31 12.72
20 27.46 591.93 5919.31 10.00
40 27.46 591.93 4261.90 7.20
60 27.47 592.36 2902.57 4.90
80 27.51 594.09 1663.45 2.80
100 27.00 572.27 274.69 0.48
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Lampiran 4. Perhitungan untuk menentukan kuat tarik
Mengikuti persamaan. 2.4, perhitungan untuk menentukan kuat tarik sampel
7 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
σ = AF
A = 4
)52.27).(14.3(4. 22
=dπ
= 594.52 mm2
F = Gaya = 612.36 N
σ = 2.52.594
.36.612mmN
AF
=
= 1.03 Mpa
Mengikuti persamaan. 2.4, perhitungan untuk menentukan kuat tarik sampel
14 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
AF
=σ
4
)51.37).(14.3(4. 22
==dA π
= 594.09 mm2
.62.641 Ν=F
AF
=σ 2.09.594.62.641mmN
=
= 11.08 Mpa
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Mengikuti persamaan. 2.4, perhitungan untuk menentukan kuat tarik sampel
21 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
AF
=σ
4)50.27).(14.3(
4. 22
==dA π
= 593.66 mm2
.64.688 Ν=F
AF
=σ 2.66.593.64.688mmN
=
= 1.16 MPa
Mengikuti persamaan. 2.4, perhitungan untuk menentukan kuat tarik sampel
28 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
AF
=σ
4)51.27).(14.3(
4. 22
==dA π
= 594.09 mm2
.85.718 Ν=F
AF
=σ 209.59485.718
mmN
=
= 1.21 MPa
Dengan perhitungan yang sama diperoleh Tabel D.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
TABEL D. Data Pengukuran Kuat Tarik
7 hari
Styrofoam
(% volume)
Diameter
(mm)
Luas
(mm2)
Gaya
(N)
Kuat Tarik
(MPa)
0 27.52 594.52 612.36 1.03
20 27.46 591.93 520.90 0.88
40 27.50 593.66 302.76 0.51
60 27.50 593.66 172.16 0.29
80 27.51 594.09 53.47 0.09
100 27.52 594.52 17.84 0.03
14 hari
Styrofoam
(% volume)
Diameter
(mm)
Luas
(mm2)
Gaya
(N)
Kuat Tarik
(MPa)
0 27.51 594.09 641.62 1.08
20 27.51 594.09 552.50 0.93
40 27.52 594.52 338.88 0.57
60 27.50 593.66 201.84 0.34
80 27.51 594.09 77.23 0.13
100 27.48 592.79 17.78 0.03
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
21 hari
Styrofoam
(% volume)
Diameter
(mm)
Luas
(mm2)
Gaya
(N)
Kuat Tarik
(MPa)
0 27.50 593.66 688.64 1.16
20 27.48 592.79 569.08 0.96
40 27.48 592.79 361.60 0.61
60 27.52 594.52 231.86 0.39
80 27.51 594.09 112.88 0.19
100 27.50 593.66 23.75 0.04
28 hari
Styrofoam
(% volume)
Diameter
(mm)
Luas
(mm2)
Gaya
(N)
Kuat Tarik
(MPa)
0 27.51 594.09 718.85 1.21
20 27.49 593.22 634.75 1.07
40 27.49 593.22 403.39 0.68
60 27.47 592.36 260.64 0.44
80 27.51 594.09 124.76 0.21
100 27.50 593.6563 29.68 0.05
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Lampiran 5. Perhitungan untuk menentukan kuat patah
Mengikuti persamaan. 2.5, perhitungan untuk menentukan kuat patah sampel
7 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
σ = 2..2..3hbLP
σ 22 .)0.40(.06.402.100.51.6963
mmmmmmN
××××
=
= 1.63 Mpa
Mengikuti persamaan. 2.5, perhitungan untuk menentukan kuat patah sampel
14 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
223
hbPL
=σ
22.)0.40(.06.402.100.69.7303
mmmmmmN
××××
=σ
= 1.71 MPa
Mengikuti persamaan. 2.5, perhitungan untuk menentukan kuat patah sampel
21 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
223
hbPL
=σ
22.)03.40(.06.402.100.47.7573
mmmmmmN
××××
=σ
= 1.77 MPa
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Mengikuti persamaan. 2.5, perhitungan untuk menentukan kuat patah sampel
28 hari (0 % styrofoam) sebagai berikut :
223
hbPL
=σ
22.)03.40(.08.402.100.66.8003
mmmmmmN
××××
=σ
= 1.87 MPa
Dengan perhitungan yang sama diperoleh Tabel E.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
TABEL E. Data Pengukuran Kuat Patah
7 hari
Styrofoam
(% volume)
Span
(mm)
Lebar
(mm)
Tinggi
(mm)
Gaya
(N)
Kuat Patah
(MPa)
0 100 40.06 40.00 696.51 1.63
20 100 40.08 40.01 573.16 1.34
40 100 40.06 40.02 517.56 1.21
60 100 40.05 40.03 402.17 0.94
80 100 40.04 40.02 175.28 0.41
100 100 40.06 40.00 38.46 0.09
14 hari
Styrofoam
(% volume)
Span
(mm)
Lebar
(mm)
Tinggi
(mm)
Gaya
(N)
Kuat Patah
(MPa)
0 100 40.06 40.00 730.69 1.71
20 100 40.05 40.01 615.48 1.44
40 100 40.06 40.02 543.22 1.27
60 100 40.04 40.00 431.36 1.01
80 100 40.05 40.01 205.16 0.48
100 100 40.04 40.00 42.71 0.10
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
21 hari
Styrofoam
(% volume)
Span
(mm)
Lebar
(mm)
Tinggi
(mm)
Gaya
(N)
Kuat Patah
(MPa)
0 100 40.06 40.03 757.47 1.77
20 100 40.08 40.01 658.71 1.54
40 100 40.05 40.00 576.72 1.35
60 100 40.03 40.00 461.15 1.08
80 100 40.04 40.02 226.59 0.53
100 100 40.05 40.01 47.02 0.11
28 hari
Styrofoam
(% volume)
Span
(mm)
Lebar
(mm)
Tinggi
(mm)
Gaya
(N)
Kuat Patah
(MPa)
0 100 40.08 40.03 800.66 1.87
20 100 40.05 40.01 683.86 1.60
40 100 40.06 40.00 619.59 1.45
60 100 40.03 40.01 478.46 1.12
80 100 40.03 40.01 256.32 0.60
100 100 40.05 40.02 51.32 0.12
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Lampiran 6. Perhitungan untuk menentukan koefisien penyerapan suara
Mengikuti persamaan, 2.6, perhitungan untuk menentukan koefisien
penyerapan suara dengan pengeringan 28 hari pada frekuensi 100 Hz
gda
serap
II
tan
=α
O
gda
II tanlog10=β
12tan
10log1075.60
−= gdaI
; 12
tan
101075.6
−= gdaI
og
12075.6
1010 −= databgI
; 12075.6tan 1010 −×=gdaI
925.5tan 10−=gdaI
O
serap
II
log10=β
1210log1050.35 −= serapI
; 1210155.3 −= serapIog
1255.3
1010 −= serapI
; 1255.3 1010 −×=serapI
45.810−=serapI
925.5
45.8
tan 1010
−
−
==gda
serap
II
α
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
3525.2 10798.210 −− ×==α
α (%) = 2.985 .10-3 x 100
= 0.2985 %
Dengan perhitungan yang sama diperoleh Tabel F.
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
TABEL F. Data Pengukuran Koefisien Penyerapan Suara
Penyerapan Suara pada 28 hari
β datang/10 10βdatang/10 β serap/10 10β serap/10 Frekuensi
(Hz)
β datang
(db)
β serap
(db)
Io
(W/m2)
I datang
(W/m2)
I serap
(W/m2) α
α
(%)
100 60.75 6.08 1.19E+06 35.50 3.55 3.55E+03 1.00E-12 1.19E-06 3.55E-09 2.99E-03 0.299
125 64.35 6.44 2.72E+06 57.00 5.70 5.01E+05 1.00E-12 2.72E-06 5.01E-07 1.84E-01 18.408
160 60.00 6.00 1.00E+06 39.60 3.96 9.12E+03 1.00E-12 1.00E-06 9.12E-09 9.12E-03 0.912
200 58.00 5.80 6.31E+05 40.10 4.01 1.02E+04 1.00E-12 6.31E-07 1.02E-08 1.62E-02 1.622
250 82.60 8.26 1.82E+08 64.25 6.43 2.66E+06 1.00E-12 1.82E-04 2.66E-06 1.46E-02 1.462
260 83.60 8.36 2.29E+08 64.90 6.49 3.09E+06 1.00E-12 2.29E-04 3.09E-06 1.35E-02 1.349
270 70.00 7.00 1.00E+07 65.30 6.53 3.39E+06 1.00E-12 1.00E-05 3.39E-06 3.39E-01 33.884
280 90.00 9.00 1.00E+09 63.80 6.38 2.40E+06 1.00E-12 1.00E-03 2.40E-06 2.40E-03 0.240
290 91.40 9.14 1.38E+09 61.50 6.15 1.41E+06 1.00E-12 1.38E-03 1.41E-06 1.02E-03 0.102
300 90.50 9.05 1.12E+09 65.50 6.55 3.55E+06 1.00E-12 1.12E-03 3.55E-06 3.16E-03 0.316
310 92.00 9.20 1.58E+09 62.30 6.23 1.70E+06 1.00E-12 1.58E-03 1.70E-06 1.07E-03 0.107
315 91.50 9.15 1.41E+09 63.40 6.34 2.19E+06 1.00E-12 1.41E-03 2.19E-06 1.55E-03 0.155
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Tabel F Lanjutan
320 92.30 9.23 1.70E+09 68.00 6.80 6.31E+06 1.00E-12 1.70E-03 6.31E-06 3.72E-03 0.372
330 93.00 9.30 2.00E+09 67.00 6.70 5.01E+06 1.00E-12 2.00E-03 5.01E-06 2.51E-03 0.251
340 92.50 9.25 1.78E+09 66.00 6.60 3.98E+06 1.00E-12 1.78E-03 3.98E-06 2.24E-03 0.224
350 93.20 9.32 2.09E+09 64.30 6.43 2.69E+06 1.00E-12 2.09E-03 2.69E-06 1.29E-03 0.129
360 92.70 9.27 1.86E+09 63.20 6.32 2.09E+06 1.00E-12 1.86E-03 2.09E-06 1.12E-03 0.112
370 91.80 9.18 1.51E+09 62.60 6.26 1.82E+06 1.00E-12 1.51E-03 1.82E-06 1.20E-03 0.120
380 91.60 9.16 1.45E+09 62.00 6.20 1.58E+06 1.00E-12 1.45E-03 1.58E-06 1.10E-03 0.110
390 92.50 9.25 1.78E+09 62.70 6.27 1.86E+06 1.00E-12 1.78E-03 1.86E-06 1.05E-03 0.105
400 91.40 9.14 1.38E+09 63.25 6.33 2.11E+06 1.00E-12 1.38E-03 2.11E-06 1.53E-03 0.153
410 91.00 9.10 1.26E+09 63.50 6.35 2.24E+06 1.00E-12 1.26E-03 2.24E-06 1.78E-03 0.178
420 87.00 8.70 5.01E+08 60.05 6.01 1.01E+06 1.00E-12 5.01E-04 1.01E-06 2.02E-03 0.202
430 88.00 8.80 6.31E+08 64.10 6.41 2.57E+06 1.00E-12 6.31E-04 2.57E-06 4.07E-03 0.407
440 91.00 9.10 1.26E+09 65.00 6.50 3.16E+06 1.00E-12 1.26E-03 3.16E-06 2.51E-03 0.251
450 90.00 9.00 1.00E+09 68.20 6.82 6.61E+06 1.00E-12 1.00E-03 6.61E-06 6.61E-03 0.661
460 92.50 9.25 1.78E+09 71.70 7.17 1.48E+07 1.00E-12 1.78E-03 1.48E-05 8.32E-03 0.832
470 90.00 9.00 1.00E+09 68.25 6.83 6.68E+06 1.00E-12 1.00E-03 6.68E-06 6.68E-03 0.668
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Tabel F Lanjutan
480 91.50 9.15 1.41E+09 67.00 6.70 5.01E+06 1.00E-12 1.41E-03 5.01E-06 3.55E-03 0.355
490 94.00 9.40 2.51E+09 72.00 7.20 1.58E+07 1.00E-12 2.51E-03 1.58E-05 6.31E-03 0.631
500 81.50 8.15 1.41E+08 73.05 7.31 2.02E+07 1.00E-12 1.41E-04 2.02E-05 1.43E-01 14.289
630 75.80 7.58 3.80E+07 45.90 4.59 3.89E+04 1.00E-12 3.80E-05 3.89E-08 1.02E-03 0.102
800 67.00 6.70 5.01E+06 42.60 4.26 1.82E+04 1.00E-12 5.01E-06 1.82E-08 3.63E-03 0.363
1000 83.50 8.35 2.24E+08 73.00 7.30 2.00E+07 1.00E-12 2.24E-04 2.00E-05 8.91E-02 8.913
1250 82.05 8.21 1.60E+08 56.25 5.63 4.22E+05 1.00E-12 1.60E-04 4.22E-07 2.63E-03 0.263
1600 54.00 5.40 2.51E+05 30.20 3.02 1.05E+03 1.00E-12 2.51E-07 1.05E-09 4.17E-03 0.417
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Lampiran 7. Foto pengujian, model cetakan, dan benda uji
Gambar 1. Kuat tekan, (a). Model cetakan dan (b). benda uji. (a) (b)
Gambar 2. Foto pengujian Kuat tekan
Gambar 3. Uji Tarik (Universal Testing Machine) (a). Penempatan Sampel dan (b). Model Penjepit Sampel
(a)
(b)
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
Gambar 5. Pengujian kuat patah menggunakan Universal Testing Mechine (UTM).
Gambar 4. Kuat patah, (a). Model cetakan dan (b). Benda uji.
(a) (b)
Tiurma Simbolon : Pembuatan Dan Karakterisasi Batako Ringan Yang Terbuat Dari Styrofoam-Semen, 2009 USU Repository © 2008
a).
b).
c). d).
Gambar 6. Perangkat pengukuran daya redam suara: a). Speaker, b). Sinyal generator, c). Osiloskop, d). Sound level meter.
Gambar 7. Foto alat ukur Scanning Electron Microscope (SEM)
top related