Pengaruh Variasi Panjang Serat Terhadap Flowability dan Extrudability Mortar Komposit Serat Rumput Payung (Cyperus Alternifolius) untuk Aplikasi Beton Cetak 3 Dimensi
Keywords:
3DCP, Komposisi serat, cyperus alternifolius, panjang serat, flowability, extrudabilityAbstract
Teknologi material telah berkembang dengan sangat pesat, Salah satu perkembangan teknologi ini adalah 3D Printing (3DP), yang unggul dalam mengurangi waktu produksi dan lebih ramah lingkungan. Penelitian menunjukkan bahwa 3DP memiliki potensi besar untuk perkembangan bidang konstruksi. Di bidang konstruksi, 3DP dikembangkan dengan mengganti material cetak menjadi beton atau disebut 3D Concrete Printing (3DCP). Berbagai penelitian telah dilakukan untuk membuat metode 3DCP semakin baik dari segi kekuatan maupun biaya, salah satunya adalah dengan melakukan penambahan serat alam seperti jerami padi, serat kelapa dan eceng gondok, yang menghasilkan mortar 3DCP dengan kemampuan mekanik yang lebih baik. Penelitian ini akan mengkaji pengaruh variasi panjang serat rumput payung (Cyperus Alternifolius) terhadap flowability dan extrudability pada mortar 3DCP. Variasi Panjang serat yang akan digunakan adalah 2, 4, 6, 8, 10 mm dan komposisi yang digunakan dihitung dengan fraksi volume sebesar 7% volume total. Mortar yang digunakan adalah komposit perekat keramik dengan rasio air semen 1 : 4. Hasil dari penelitian ini adalah penambahan variasi serat rumput payung (Cyperus Alternifolius) akan mempengaruhi flowability dan extrudability mortar 3DCP, hal ini disebabkan karena semakin panjang serat yang digunakan maka mortar akan semakin mudah mengalir dan semakin baik mempertahankan bentuk, tetapi apabila serat yang digunakan terlalu panjang maka kemampuan extrudability akan menurun karena terjadi fiber pullout yang menggangu ikatan serat dengan matriks sehingga extrudability juga ikut menurun.
References
Ahmad, W., Farooq, S. H., Usman, M., Khan, M., Ahmad, A., Aslam, F., Alyousef, R., Abduljabbar, H. Al, & Sufian, M. (2020). Effect of coconut fiber length and content on properties of high strength concrete. Materials, Vol. 13(5), pp.1-22.
Algin, Z., & Ozen, M. (2018). The properties of chopped basalt fibre reinforced self-compacting concrete. Construction and Building Materials, Vol. 186, pp. 678–685.
Imam, R.A. (2017). Analisis Perbandingan Kuat Tekan Beton Komposit Serat Rumput Payung (Cyperus Alternifolius) Dengan Panjang Serat 1,5 cm dan 3 cm. Skripsi S1 Teknik Sipil Universitas Katolik Widya Karya Malang.
Anggraeni, S., Bayu, A., Nandiyanto, D., Nurjamil, A. M., Wolio, N. A., Laila, R. N., Rohmah, I. A., Fitria, D., Husaeni, A. L., & Azizah, N. N. (2022). Effect Of Sawdust, Eggshells, Rice, Husks, And Corn Husks As Fine Aggregates On The Mechanical Properties Of Concrete. Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 17(3), pp. 1810-1819.
Asghari, Y., Mohammadyan-Yasouj, S. E., Petrů, M., Ghandvar, H., & R. Koloor, S. S. (2024). 3D Printing and Implementation of Engineered Cementitious Composites - A Review. Case Studies in Construction Materials, Vol. 21, e03462. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03462
ASTM International. (2021). ASTM C 230M-08: Standard Specification for Flow Table for Use in Tests of Hydraulic Cement. www.astm.org.
Azizudin, A. A., Pujiastuti, H., & Hidayati, N. (2023). Analisis Pengaruh Faktor Air Semen (FAS) Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Belah Beton Normal. SIGMA: Jurnal Teknik Sipil, Vol. 3(2), pp. 11-20.
Boimau, K. (2022). Efek Panjang Serat Terhadap Sifat Tarik Komposit Poliester Berpenguat Serat Buah Lontar Yang Diberi Perlakuan Alkali. Jurnal Mesin Nusantara, Vol. 5(1), pp. 129–140. https://doi.org/10.29407/jmn.v5i1.17948
Cao, M., Xie, C., Li, L., & Khan, M. (2019). Effect of different PVA and steel fiber length and content on mechanical properties of CaCO3 whisker reinforced cementitious composites. Materiales de Construccion, Vol. 69(336), p. 1-19. https://doi.org/10.3989/mc.2019.12918
Caron, J.-F., Ducoulombier, N., Demont, L., & Mesnil, R. (2022). 3D printing of mortar with continuous fibers: principle, properties and potential for application. Automation in Construction, Vol. 129. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103806
Chen, L., Chen, Z., Xie, Z., Wei, L., Hua, J., Huang, L., & Yap, P. S. (2023). Recent developments on natural fiber concrete: A review of properties, sustainability, applications, barriers, and opportunities. In: Developments in the Built Environment, Vol. 16. Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.dibe.2023.100255
Dias, J. P., Brandão, F. J. S., Figueiredo, B., & Cruz, P. J. S. (2024). The potential of natural fiber reinforcement in 3D printed concrete: a review. Digital Concrete 2024: 4th RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication, Munich, Germany. https://doi.org/10.24355/dbbs.084-202408201106-0
Drew Turney. (2021, August 31). History of 3D printing: It’s older than you think. Https://Www.Autodesk.Com/Design-Make/Articles/History-of-3d-Printing?Form=MG0AV3.
Drew Turney. (2022, August 30). How 3D printing in construction will (eventually) transform the built world. Autodesk.Com.
Figueiredoa, S. C., Rodríguez, C. R., Ahmed, Z., Bos. D.H, Xu, Y., & Salet, T. (2019). An approach to develop printable strain hardening cementitious composites. Materials and Design, Vol. 169:107651, pp. 1-43.
Gibson, R. F. (2012). Principles of Composite Material Mechanics. CRC Press.
Herlina, & Bona, P. F. (2023). Pengaruh Susunan Lamina Terhadap Kuat Tarik Laminat Komposit Karbon/Epoksi. INDEPT: Journal of Industry, Electronic and Aviations, Vol. 12(1). https://doi.org/10.56244/indept.v12i1
Hestiawan, H., & Fauzi, A. (2014). Studi Pengaruh Fraksi Volume dan Susunan Serat Terhadap Kekuatan Tarik dan Bending Komposit Resin Berpenguat Serat Rotan (Calamus Trachycoleus). Jurnal Mechanical, Vol. 5(1), pp.1-4.
Heweidak, M., Kafle, B., & Al-Ameri, R. (2022). Influence of Hybrid Basalt Fibres’ Length on Fresh and Mechanical Properties of Self-Compacted Ambient-Cured Geopolymer Concrete. Journal of Composites Science, Vol. 6(10). https://doi.org/10.3390/jcs6100292
Karthik, K., Kolappan, S., Ramesh, V., & Muthukumarasamy, S. (2024). 3D printing with natural fiber composites: a review for advanced manufacturing applications. Interactions, 245(1). https://doi.org/10.1007/s10751-024-02098-3
Kurniawan, D., Tarkono, & Supriadi H. (2013). Utilization Of Fiber And Shell Particles Palm Oil As Substitute Materials In Producing Eternite Ceiling. Jurnal FEMA, Vol. 1(3), pp. 41-51.
Li, Z., Hojati, M., Wu, Z., Piasente, J., Ashrafi, N., Duarte, J. P., Nazarian, S., Bilén, S. G., Memari, A. M., & Radlińska, A. (2020). Fresh and hardened properties of extrusion-based 3D-printed cementitious materials: A review. Sustainability, Vol. 12(14, pp. 1-33. https://doi.org/10.3390/su12145628
Matos, P. R. de, Prigol, H., Schackow, A., Nazário, S. da S., Doerner, G., & Safanelli, N. (2024). Quality control tests of fresh 3D printable cement-based materials. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, Vol. 17(5). https://doi.org/10.1590/s1983-41952024000500015
Mierzwiński, D., Łach, M., Gądek, S., Lin, W. T., Tran, D. H., & Korniejenko, K. (2023). A Brief Overview of the use of Additive Manufacturing of Concrete Materials in Construction. Acta Innovations, Vol. 2023(48), pp. 22–37. https://doi.org/10.32933/ActaInnovations.48.2
Muddin, S., Jamaluddin, Azis, D., & Haslinah, A. (2022). Pengaruh Fraksi Volume Komposit Serat Sabut Kelapa Bermatrik Polimer Termoseting Polyester Terhadap Kekuatan Lentur. ILTEK : Jurnal Teknologi, Vol. 17(1), 15–19. https://doi.org/10.47398/iltek.v17i1.703
Ocaña Cristina, & Valle Manel del. (2018). Nanotechnology and Biosensors (Nikolelis Dimitrios P. & Nikoleli Georgia-Paraskevi, Eds.).
Ohga, S., & Royse, D. J. (2004). Cultivation of Pleurotus eryngii on umbrella plant (Cyperus alternifolius) substrate. Journal of Wood Science, Vol. 50(5), 466–469. https://doi.org/10.1007/s10086-003-0574-2
Pristiansyah, & Herianto. (2018). Pengaruh Parameter 3D Printing Terhadap Transparansi Produk yang Dihasilkan. Prosiding Seminar Nasional Inovasi Teknologi ke-II – Universitas Nusantara PGRI Kediri, Vol. 2(1), pp. 181-186. https://doi.org/10.29407/inotek.v2i1.480
Purboputro, P. I. (2006). Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Impak Komposit Enceng Gondok Dengan Matriks Poliester. Media Mesin: Majalah Teknik Mesin, Vol. 7(2), pp. 70-76. 10.23917/mesin.v7i2.3088
Rochardjo, H. S. B. (2023). Perkembangan Mutakhir Material Komposit, Peluang, dan Tantangannya Dalam Aplikasi Di Bidang Otomotif. Pidato Pengukuhan Guru Besar, Universitas Gadjah Mada. https://dgb.ugm.ac.id/file/perkembangan-mutakhir-material-komposit-peluang-dan-tantangannya-dalam-aplikasi-di-bidang-otomotif/
Ross, F. (2023). What Kind of Concrete is Used for 3D Printing? A Quick Guide. https://Ultimatelytech.Com/What-Kind-Concrete-Used-3d-Printing/?Form=MG0AV3.
Saidah, A., Susilowati, S. E., & Nofendri, Y. (2018). Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Mekanik Komposit Serat Jerami Padi Epoxy Dan Serat Jerami Padi Resin Yukalac 157. Jurnal Konversi Energi Dan Manufaktur, Vol. 5(2), pp. 96–101. https://doi.org/10.21009/jkem.5.2.7
Sika Indonesia. (2022). SikaCeram®-150 CA TileFix. Https://Idn.Sika.Com/En/Distributor-Retail/Finish/Tile/Tile-Adhesive/Sikaceram-150-Catilefix.Html.
SNI 03-6825-2002. (2002). Metode pengujian kekuatan tekan mortar semen Portland untuk pekerjaan sipil ICS 27.180. Badan Standardisasi Nasional.
Venkatesulu, M. (2021). A Review of Composite Materials: History, Types, Advantages, and Applications Over Traditional Materials. International Journal of Research in Aeronautical and Mechanical Engineering, Vol. 9(4), pp. 32-38.
Widodo, E., Iswanto. (2022). Buku Ajar: Mekanika Komposit dan Bio-Komposit. Umsida Press, p. 1-111. https://doi.org/10.21070/2022/978-623-464-042-7.
Yoedono, B. S., Sunik, Inanta, C.A. (2020). Pengaruh Perlakuan Alkali Serat Rumput Payung (Cyperus Alternifolius) Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Dengan Matrik Epoxy. Jurnal Teknik Sipil - Universitas Atma Jaya Yogyakarta, Vol. 15(3), pp. 162-169.
