Apa Itu Material Komposit? Berikut Definisi dan Contoh Penggunaannya

Pernah mendengar soal material komposit? Material ini dianggap sebagai salah satu inovasi teknologi yang telah membawa perubahan dalam banyak aspek konstruksi bangunan. Dari struktur bangunan yang lebih kuat hingga penggunaan sumber daya alam yang lebih efisien, material komposit telah mengubah wajah industri konstruksi. 

Namun, sebenarnya apa itu material komposit? Temukan jawaban lengkapnya dalam ulasan berikut ini.

Apa Itu Material Komposit?

Material komposit adalah suatu jenis material yang terbentuk dari dua kombinasi material atau lebih. Material yang digunakan umumnya memiliki sifat mekanik yang cenderung lebih unik dan kuat dibanding material dasarnya.

Ide dasar di balik penciptaan material komposit sendiri adalah menggabungkan keunggulan dan kekuatan berbagai bahan dasar guna menciptakan material yang lebih unggul dalam berbagai aplikasi. Umumnya,  komposit digunakan sebagai material pengganti logam, terutama dalam sektor konstruksi bangunan.

Salah satu jenis komposit yang banyak diproduksi adalah komposit dari serat, yakni serat buatan atau serat alam. Jenis komposit ini memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dibanding logam. Kekakuan dan kekuatan jenisnya juga lebih tinggi daripada logam. 

Sementara itu, komposit dibentuk menggunakan unsur utama berupa reinforcement atau penguat yang berfungsi sebagai pemberi kekakuan dan kekuatan pada komposit. Selain penguat, pembentukan komposit juga membutuhkan matrix (bahan pengikat) dan beberapa unsur pendukung lainnya. Matrix sendiri berfungsi sebagai pengikat dan pelindung material komposit.

Berdasarkan jenis penguatnya, material komposit diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yakni:

• Komposit partikel: Komposit jenis ini dibuat dari penguat yang berbentuk partikel atau serbuk yang digunakan untuk meningkatkan tingkat kekokohan material.
• Komposit serat atau fiber: Seperti yang disebutkan sebelumnya, komposit serat merupakan jenis komposit yang dibuat dari serat atau fiber. Bahan ini digunakan untuk menopang kekuatan material komposit. Dengan kata lain, kuat atau lemahnya material sangat ditentukan oleh jenis fiber yang digunakan.
• Komposit struktural: Terakhir adalah komposit struktural, yakni komposit yang dibuat dari bahan penguat dalam bentuk lembaran. Biasanya, jenis komposit ini sering digunakan pada aplikasi yang memerlukan kekuatan struktural tinggi.

Komponen Utama Material Komposit

Material komposit terbuat dari dua komponen utama, yakni bahan penguat (reinforcement) dan bahan pengikat (matrix). Mari kita bahas keduanya secara lebih rinci.

1. Bahan penguat (reinforcement)

Komponen satu ini memiliki peran krusial dalam pembentukan material komposit. Biasanya, komposisi bahan penguat tidak melebihi 50% dari bahan pengisi. Sebab, bila jumlahnya melebihi batas yang sudah ditentukan, maka ikatan antara kedua komponen tersebut tidak akan maksimal. Alhasil, kualitas material komposit pun dapat menurun.

Untuk menghasilkan material komposit yang benar-benar berkualitas, maka dibutuhkan bahan penguat yang memiliki sifat mekanik (mechanical properties). Sifat mekanik harus lebih rendah daripada bahan pengisi.

Seperti yang sudah dijelaskan di atas, bahan penguat umumnya berasal dari serat yang lentur dengan daya tarik yang cukup baik. Namun, perlu diperhatikan bahwa bahan serat kurang cocok untuk diaplikasikan pada penggunaan dengan suhu tinggi.

Terdapat dua jenis bahan penguat yang umum digunakan dalam pembuatan material komposit, yakni:

• Continuously reinforced (bahan penguat berbentuk serat memanjang): Jenis penguat satu ini terbuat dari serat buatan atau alami yang berbentuk memanjang. Contoh serat alami meliputi serat sutra, kelapa, eceng gondok, dan rami. Sementara itu, serat sintetis umumnya mencakup nylon, alumunium, karbon, dan serat kaca.
• Discontinuously reinforced (bahan penguat berbentuk serat pendek): Sesuai namanya, bahan penguat yang satu ini berupa serat dengan bentuk pendek.

2. Bahan pengikat (matrix)

Bahan pengikat merupakan komponen lain dalam pembuatan material komposit yang memiliki sifat elastis, lunak, dan tahan lama. Fungsi utamanya adalah untuk mengingat material penguat dalam komposit.

Bahan pengikat juga umumnya lebih mendominasi dalam komposisi material komposit. Selain sebagai pengikat, masih ada beberapa fungsi lain dari bahan pengikat, antara lain:

• Menyebar dan meratakan tekanan serta tegangan yang berasal dari bahan penguat.
• Melindungi bahan penguat dari kondisi lingkungan yang buruk dan gesekan mekanik
• Menahan posisi bahan penguat dalam material komposit.
• Menstabilkan seluruh komponen komposit setelah melewati proses manufaktur.

Umumnya, ada dua jenis bahan pengikat dalam material komposit, yakni:

• Thermoplastik: Bahan ini termasuk jenis plastik yang dapat melunak dan mengeras berulang kali bila dipanaskan atau didinginkan. Bahan ini memiliki ketahanan terhadap suhu tinggi hingga 260°C dan terhadap korosi. Contoh termoplastik meliputi polistirena, polietilena, polipropilena, nylon, dan PVC.
• Thermoset: Jenis plastik satu ini umumnya digunakan dalam proses pembentukan komposit yang menggunakan penguat berupa serbuk dan serat. Bedanya dengan termoplastik adalah bahan ini tidak bisa berubah sesuai dengan kondisi suhu atau bersifat permanen. Contoh dari thermoset antara lain epoksi, fenol, dan resin polyurethane.

Contoh Penggunaan Komposit dalam Konstruksi

Material komposit banyak diaplikasikan dalam proyek konstruksi karena kekuatan dan fleksibilitas yang dimilikinya. Berikut adalah beberapa contoh penggunaan komposit dalam industri konstruksi.

1. Papan komposit

Papan komposit adalah salah satu contoh umum penggunaan material komposit dalam konstruksi. Papan ini terbuat dari kombinasi papan partikel dan bahan veneer yang ditujukan untuk meningkatkan kekuatan elastis papan. 

Umumnya, papan komposit diaplikasi dalam beberapa pekerjaan konstruksi, seperti lantai yang membutuhkan kekuatan tambahan, khususnya saat akan dipasang paku. Papan komposit juga sering diaplikasikan pada rangka dinding. 

Selain di konstruksi, papan dari komposit juga sering digunakan dalam pembuatan perabotan rumah tangga seperti dasar laci kayu, daun meja, pintu geser, dan lain sebagainya.

2. Jembatan komposit

Jembatan komposit merupakan inovasi dalam sektor konstruksi jembatan. Jembatan ini dibuat menggunakan dua kombinasi material atau lebih untuk menciptakan konstruksi jembatan yang lebih kuat. Umumnya, kombinasi bahan yang digunakan adalah beton (untuk pelat lantai) dan baja (untuk gelagar).

Ada dua jenis jembatan komposit, yakni:

• Multi-girder: Merupakan jenis jembatan yang dibuat menggunakan baja girder berukuran sama dan disusun dengan jarak sepanjang lebar jembatan. Hal ini membuat proses konstruksi menjadi lebih efisien dan jembatan memiliki kekuatan yang luar biasa.
• Ladder deck: Jenis jembatan ini merupakan modifikasi dari jenis multi-girder yang dibuat menggunakan dua girder dan satu cross-girder. Hal ini meningkatkan kekuatan dan kestabilan jembatan secara keseluruhan.

3. Kolom komposit

Kolom komposit merupakan bagian krusial dalam struktur suatu bangunan. Kolom ini terbuat dari kombinasi profil baja dan beton. Profil baja sendiri berfungsi sebagai struktur kolom horizontal dan mampu menghemat waktu proses pembangunan. Sementara itu, beton berfungsi sebagai pelindung profil baja yang berongga.

Secara umum, terdapat dua jenis kolom komposit, yakni:

• Kolom baja berselubung beton: Kolom ini memiliki lapisan beton yang melapisi profil baja untuk memberikan kekuatan ekstra dan perlindungan terhadap kolom.
• Kolom baja berintikan beton: Kolom yang berikut ini memiliki inti beton dan profil baja di dalamnya sehingga menghasilkan kolom yang kuat dan tahan lama.

Nah, itu tadi penjelasan lengkap mengenai material inovatif dalam dunia konstruksi, yakni komposit. Jika disimpulkan, material komposit merupakan material yang dibuat dari dua kombinasi bahan baku atau lebih untuk menghasilkan material yang lebih berkualitas. 

Sebab itu, material ini menjadi pilihan menarik bagi para profesional konstruksi yang mencari solusi yang lebih efisien.