ProsidingPertemuanIlmiah SainsMateri 1996
PEMANFAATAN
ABU TERBANG UNTUK BAHAN PEREKAT PAPAN WOL KAYU 1
Suwandi Kliwon, M.I. Iskandar dan Suwardi Sumadiwangsa 2
ADSTRAK PEMANFAATAN ABU TERBANG UNTUK BAHAN PEREKAT PAPAN WOL KAYU. Selarna ini perekat semen sebagai salah satu sumber perekat mineral telah dikenal sebagai bahan perekat papan partikel. perekat mineral dengan mudah tersedia tetapi harganya cenderung semakin mahal. Oleh karena itu harus dicari alternatif lain sebagai penggantinya. Salah satu alternatif ada1ah pemanfaatan abu terbang. Abu terbang adalah bahan pozolan buatan yang merupakan limbah pembakaran barn bara pada Pusat Listrik Tenaga Uap (PL11J) antara lain PLTU Suralaya (Jawa Barat), PLTU Pacitan di Jawa Timur dan PLTU Tambang Batu Bara di Sumatera Selatan. Penelitian pembuatan p~pan wol kayu Tusan (Pinus merkusii) menggunakan abu terbang dan campurannya sebagai perekatnya. Ukuran papan wol kayu yang dibuat adalah 30 x 30 x 2,5 cm. Komposisi semen pozolan buatan (abu terbang) dan kapur tabor (SPK) diperlukan 3 macam yaitu SPK dengan kadar abu terbang 500/0,75% dan 100% terhadap berat bagian berat semen. Papan wol kayu yang dihasilkan, diuji sifat fisis dan mekanisnya menggunakan standar Jerman (DIN 1101). Sifat fisis dan mekanis ada1ahkadar air, kerapatan, penurunan tebal what tekanan 3 kg/cm2 dan keteguhan lentur rnaksimum. Hasilnya sebagai berikut : Sifat fisis dan mekanis papan wol kayu tusam semuanya memenuhi persyarat standar Jerman (DIN 1101) pada taraf kadar abu terbang sebanyak 50% dari bagian berat semen. Hasil sidik ragam menunjukkan pengaruh kadar abu terbang berpengaruh sangat nyata pada sifat keteguhan lentur maksimum papan wol kayutusam dan berpengaruh nyata pada sifat penurunan tebal wbat tekanan 3 kg/cm2. Semakin tinggi kadar abu terbang terhadap bagian berat semen semakin rendah sifat mekanis papan wol kayu yang dihasilkan.
ABSTRACT FLY-ASH AS BINDER FOR WOOD WOOL BOARD MANUFACfURING. Port -land cement usualy utilized as binder for making mineral bonded board for wood wool board. Portland cement is easier founded in the market, but trend be expenchive, decreaseof supply and increase of demand. As alternative, fly-ash can subtitute by Port-land cement as binder of wood mineral bonded board. Fly-ash was unnatural pozolan as by product in Electric Steam Power Centre (PLl1J) Suralaya (West Java), Pacitan (East Java) and PT. Tambang Batu Bara (South Sumatera). This paper describe the utilization offly ash binder for making wood wool board. The experimental wood wool board were made of Tusam (Pinusmerkusii) bindered with fly-ash mixture. The dimension of wood wool board was 30 x 30 x 2,5 cm2. The percentage of fly-ash devided into three different 500/0,75% and 100% based on part by weight port-land cement.The wood wool board of Tusam properties were tested according to the Germany standard (DIN 1101), included moisture content. density, reduce. The objective of this study was to determine the effect of the percentage of fly-ash on some properties of wood wool board ofTusam. The result revealed that the physical and mechanical properties of wood wool board met the standard requirement, only on the wood wool boardused 50 percent fly-ash based on part by weight port-land cement. Analysis of variance indicated that the effect of the percentage of fly-ash was highly significant on the Static bending strength of rupture of wood wool board and significant on the reduce of thickness due to pressat 3 kg/cm2 of wood wool board ofTusam.
PENDAHULUAN Bahan perekat mineral yang tersedia cukup banyak adalah semen(portland cement). Perekat semen di industri perkayuan dapat dipergunakan pada pembuatan papan semen partikel kayu (mineral bonded particle board) dan papan semen wol kayu. Perekat semen tersedia banyak akan tetapi harganya cendemng semakin mahal. Hal ini dikarenakan kebutuhanakansemen lebih besar daripada jumlah perekatnya.Selain denganterbukanya peluang ekspor semen yang akan menyebabkankekurangannya pasokansemen di dalam negeri. Oleh karena itu harus dicari alternatif lain sebagaibahanpenggantinya. Salah satu bahan alternatif semen adalah bahan pozolan buatan yaitu abu terbang (fly-ash) yang mempakan limbah pembakaranbarn bara pada Pusat Listrik Tenaga Uap (pL TU) antara lain PLTU Suralaya(JawaBarat), PLTU Pacitan di Jawa Timur dan PLTU PT. Tambang Batu Bara di SumateraSelatan.
Di PLTU Suralaya setiap tabun menghasilkan 1.600.000 ton abu terbang. Menurut Nadiroh et. all (1991) bahan abu terbangapabiladikombinasikandengankapur tohor akan berfungsi sebagaiperekatmineral untuk pembuatanbahan bangunan struktural ringan, batu bata berlubang, jalan setapak atau paving block dan bahan plesteran dinding. Akan tetapi sebagai perekat untuk pembuatan papan semen kayo belum dilakukan penelitianya Kliwon, S. (1995) telah merintis penelitian penggunaan abu terbang pada pembuatanpapansemenkayo yaitu papanwol kayo. Dari basil penelitian tersebut ternyata komposisiperekatabu terbangsebagaiperekat pada kayo tidak sarna apabila dipergunakan untuk batu bata seperti yang diteliti oleh Nadirohdi atas. Dari penelitian pendahuluan pembuatanpapan wol kayo menggunakan abu terbang tersebut di atas, belum mendapatkankomposisi perekat yang tepat, guna mendapatkan sifat fisis dan mekanis
1 DipresentasikanpadaPertemuanIlmiah SainsMateri 1996,tanggal22 -23 Oktober1996 2. StafPeneliti PuslitbangHasilRutandan SosialEkonomiKehutananBOGOR 261
I 551 IIB
papan wol kayo yang memenum standar. Olehkarenaitu diperlukanpenelitian lanjutan guna men-dapatkankomposisi perekat abu terbang yang tepat agar dapat dipergunakan sebagai bahan perekat papan semen kayo. Tulisan ini merupakan basil penelitian
lanjutantersebut. METODOLOGI Pembuatan papanwol kayu Tusam Bahan pozolan buatan abu terbang diambil dari limbah PLTU Suralaya,Banten yang mempakan timbunan yang cukup banyak. Sedangkanbahan baku kapur tohor dan semendidapatdi toko bahan bangunan, sedangkan kayu pinus (Pinur merkusii Yung et de Yr.) diambil dari daerah Jawa Barat. Pembuatan semen pozolan kapUt dengan tara menggiling pozolan buatan (flyash)dan kapUt tabor kemudian diadukhingga homogen dengan perbandingan tertentu. Bahan tersebut harus dalam keadaan kering sehingga tidak terjadi gumpalan yang dapat mengurangi homogenitas dan menurunkan mutu SPKtersebut. Pembuatan papan wol kaYU dilakukan setelah wol kayu tusam kering udara (kadar air 17%) kemudian dibasahi dengankatalisatorCaCI2 2% dan seterusnya dicampur perekat SPK denganperbandingan atau komposisi abu terbang terhadap berat sementercantumpada Tabel 1 dan komposisi bahan pembuatan papan wol kayu Tusam tercantumpada Tabel2. Tabell. Komposisi perbandingan berat abu terbang pada pembuatan papan wol kayu
Tusam a h a n-
I;~~;~~~~~~~8~ 259,30-~ -:;;; Abuterbang 157,43 194,50 220,40 (50%) KaUUf tohor
262
(75%)
78,71
97,24
551 gr
55l gr
(100%) 110,20 551 gr
Tabel 2. Komposisibahan pada pembuatan papan wol kayu Tusan (ukuran 30 x 30 x 2,5 cm).
Bahan
Unit
Herat
I Wol kayu ~sam
gram
315
KataIisatorCaC12
gram
12
SPK I, II dan III
gram
!A i r
gram
600
Setelah bahan-bahan SPK, wol kayu Tusam dan larutan katalisator dicampur dengan homogenmaka siap dicetak dengan ukuran 30 x 30 x 2,5 cm, kemudian dikempa dingin sehinggatebalnya2,5 cm selama3 x 24 jam. Sekeluarnya dari kempa dingin, dibiarkan di ruangan (air condition) selama 14 hari kemudiandibuat contoh uji sifat fisis dan mekanisnya dengan metode Jerman (Standar DIN 1101). Setiap kombinasi perlakuan dilakukan pengulangan sebanyak lima kali. BASIL DAN PEMBAHASAN Basil pengujian suat fisis dan mekanis papan wol kayu Tusam menggunakan perekat semenpozolan kapur (SPK) tercantumpadaTabel3. Untuk mengetahuipengaruh komposisi semenpozolan kapur (SPKt, SPKz daD SPK3) terhadapsuat fisis mekanispapan wol k4iyu Tusam dilakukan sidik ragam dan hasilnya tercantum dalam Tabel 4 dan 5, sedangkan uji beda tercantumpada Tabel 6. Dari data suat fisis dan mekanis papan wol kayu Tusam yang tercantum pada Tabel 3 tersebut ternyata hanya pada komposisi SPKt suat fisis dan mekanisnyamemenuhi persyaratanstandar DIN 1101. Sedangkan suat fisis mekanis papan wol kayu Tusam komposisi lainnya (SPKz dan SPK3) tidak memenuhipersyaratanJerman(DIN 1101).
I
Tabel 3. Nilai rata-ratasifat fisis dan mekanispapanwol kayuTusam
No.
Sifatpapanwol kayu
Kadarair, %
14
Kerapatan,g/cm3akibat tekanan3 kg/cm2,% 13
Semen
Pozolan
SPK.
SPK1
Kapur
DIN 1101
0,46
SPK3
11,09
11,13
12,43
0,40
0,39
0,40
Pengurangantebal akibat tekanan3 kg/cm2,%
15
10,42
19,20
25,21
Keteguhanlentur sampai patah,kg/cm2
10
11,03
6,91
4,99
Tabel 4. Hasil sidik ragarnketeguhanlentur maksimurnpapanwol kayuTusarn
Sumberkeragaman
Perlakuan Galat Total
Kuadrat tengah
Derajat
Jurnlah
bebas
kuadrat
2
95,41
47,71
12
47,25
3,94
F-hitung 12,1090)
F-tabel
=005 , 3,88
14
Keterangan: *) = berbedasangatnyata
Tabel 5. Hasil sidik ragam sifat penurunan tebai akibat tekanan 3 kg/crn2 papan wol kayu Tusam
Somber keragaman
Derajat bebas
Jumlah kuadrat
Kuadrat tengah
F-hitung
F-tabel =005 ,
2
403,64
201,82
5,5354.)
3,38
12
437,50
36,46
Perlakuan Galat Total
14
Keterangan : *) = berbeda nyata.
263
Tabel 6. Uji bedasifat mekanispapanwol ~yu Tusam
Pemakaian pozolan (abu terbang) cenderungmemperlambat pengerasanpapan wol kayu. Pengerasanpapan wol kayu terjadi setelah 3 hari di dalam keadaan terkempa. Sedangkan apabila menggunakan perekat semen, pengerasanpapan wol kayu terjadi setelah satu hari (24 jam) di dalam pengempaan (Kliwon, S. 1978). Menurut Kollman (1995) dan Kamil (1970) jenis perekatmineral mempengaruhisifat fisis dan mekanispapanwol kayu yangdihasilkan. Pemakaian abu terbang dicampur dengan kapur tohor dapat mengurangi pemakaian semen sampai 43% (SPKv. Hal ini memrupakan suatu efisiensi gunakan di dalam industri kayu. Dari basil sidik ragam sifat penurunantebal akibat tekanan3 kg/cm2 papan wol kayu Tusam (Tabel 5) menunjukkanbahwa pengaruhkomposisiSPK berbedanyata terhadap sifat penurunantebal papanwol kayuTusam. Berdasarkan uji beda (Tabel 6) pengaruh komposisi semen pozolan kapur (SPK) terhadap ~nurunan tebal papan wol kayu Tusam akibat tekanan3 kg/cm2.berbeda nyata antara papan wol kayu menggunakan SPK1 dengan SPK1dan SPK1 dengan SPK1 sedangkanlainnya tidak berbedanyata(antara SPK3dan SPK1).Penunmantebal papan wol kayu Tusam akibat tekanan 3 kg/cm2 yang menggunakanSPK1 terendah dan memenuhi standarJerman. Keteguhan lentur papan wol kayu Tusam yang menggunakan SPK tertinggi (11,03 kg/cm2)dan memenuhistandarJerman karena lebih besar daripada 10 kg/cm2 sedangkan komposisi lainnya tidak memenuhisyarat standar tersebut (Tabel 3). Dari basil sidik ragam sifat keteguhanlentur papan wol kayu Tusam (Tabel 4) pengaruh komposisi SPK (kadar abu terbang) berpengaruh sangat nyata terhadap sifat keteguhanlentur papan wol kayu Tusamyang
264
dihasilkan. Berdasarkan uji beda (Tabel 6) pengaruh komposisi SPK (kadar abu terbang) terhadap keteguhan lentur papan wol kayu Tusam berbeda nyata antara SPK1 (50% abu terbang) dan SPK%(kadar abu terbang 75%). Demikian juga dengan keteguhan lentur ratarata papan wol kayu tusam menggunakan SPK1 dengan SPK3 harga rata-ratanya berbeda nyata. Semakin tinggi campuran semen dan semakin rendah kadar abu terbang, adalah keteguhan lentur papan wol kayu Tusam menggunakan SPK1 dan memenuhi persyaratan standar Jerman.
KESIMPULAN 1
2.
3.
Suat fisis dan mekanis papan wol kayu Tusam yang menggunakan SPK1(kadar abu terbang 50 persen) memenuhi persyaratanJerman (DIN -1101). Pengaruh perlakuan komposisi semen pozolan kapur (SPK1 -SPK3) berpengaruhsangat nyata terhadap suat keteguhanlentur papan wol kayu Tusam dan berpengaruh nyata terhadap suat penurunan leba! akibat tekanan 3 kg/cm2 papanwol kayu Tusarn. Pemakaian abu terbang pada pembuatan papan wol kayu Tusam dapat mengurangi pemakaian semen sarnpai 43%.
SARAN Disarankan pada pembuatan papan wol kayo Tusam, menggunakan pengempaaan dingin selama3 x 24jam dan mempergunakan komposisi SPK1 (abu terbang 157,43 gr, kapuTtohor 78,71 gr daD semen314,86gr).
DAFTARPUSTAKA 1
ANONIM, 1959. ASTM StandardsOn Wood Related Material. American Society for Testing Materials. Philadelphia.
2. PengumurnanLLPK No. 95,Bogor. 3. KLIWON, S. & KAMIL, N. 1978. Sifat papan wol kayo lima jenis kayo dari JawaBarat. LaporanLPffiI No. 50.
4. KLIWON,
S. 1995. Penelitian Pendahuluanpemanfaatan abu terbang pada pembuatanpapanwol kayu. Laporan Teknis PenelitianP3HH, Bogor
KOLLMANN, R.F.S., 1955. Technologie Holzes Under Holz Werstoffe Bond II.Springer, Verlag, Berlin -Munchen. NADIROH et. all., 1991. Pemanfaatan Semen Pozolan Kapur Sebagai Bahan Pengganti Semen. Prosiding Pertemuan Persentase Ilmiah Standardisasi dan PengendalianMutu LIPI -Jakarta. 7.
SUIANA, 1980. Disain dan Analisis Eksperimen.Tarsito, Bandung.
265
