SIFAT FISIK DAN ….. (20) : 1 - 7
SIFAT FISIK DAN MEKANIK PAPAN SEMEN KAYU KEMIRI (Aleurites moluccana Wild) DENGAN PENAMBAHAN ABU TERBANG DAN KOMPOSISI DUA BAHAN BAKU The physical and mechanical of board cement on Walnut wood (Aleurites moluccana Wild) with Fly Ash Addition and Two C Oleh/By NOOR MIRAD SARI1; DWI HENDRA SAPUTRA2 ABSTRACT This research is aim to know the nature of physical and mechanical of board cement from Walnut wood (Aleurites moluccana Wild) through flown dusty addition (fly ash) by using two raw material composition. Rate irrigate board cement wood of Walnut yielded influenced by factor A (raw material composition) with average value 12,29%, where treatment of powder and plan down of Walnut wood (factor A) giving very real influence to improvement of rate irrigate board of cement yielded. While for treatment of addition cement portland and fly ash (factor B) not give a marked difference to rate irrigate so that this treatment not give real influence to rate irrigate board cement Walnut wood. Closeness of Board cement wood of Walnut yielded influenced by factor B (glue composition) with average value 0,93 gr/cm3. treatment of powder and plan down of Walnut wood (factor A) and treatment of addition cement portland and fly ash (factor B) giving very real influence to improvement of closeness board of cement yielded. While for combination of treatment of AB not give real influence to closeness of board cement Walnut wood. Impregnability broken the board cement influenced by factor of rate irrigate, closeness, sum up and composition of agglutinant and also the solid usher substance glued and glue with mean 48,13 kg/cm3, all treatment give very real influence and combination of treatment of AB only give real influence to impregnability broken board of yielded cement. Value test the nature of physical and nature of mechanic and cement wood of Walnut yielded fulfill standard SNI-03-2104-1991. From the result of this research furthermore suggested to do research with difference of use composition of flown dusty addition and type of different cement by using other birch, so that can add the variaty of wood panel product. Keywords : Physical and mechanic, board cement, Walnut wood (Aleurites moluccana Wild), flown dusty (fly ash) I. PENDAHULUAN Papan semen adalah salah satu produk panel-panel kayu yang merupakan hasil pengembangan teknologi pengolahan kayu dengan cara memanfaatkan limbah kayu, limbah industri maupun limbah eksploitasi dengan menggunakan perekat mineral. Pengembangan produk papan semen dapat meningkatkan nilai dan harga sumber daya alam berupa kayu dengan tetap menjamin kelestariannya. Hal ini disebabkan karena produk ini memiliki kaitan erat dengan peningkatan efesiensi pengolahan kayu melalui pemanfaatan segenap bagian kayu secara optimal agar diperoleh hasil maksimal. Pohon Kemiri (Aleurites moluccana Wild) di masyarakat dikenal sebagai tanaman pekarangan yang ditanam untuk menghasilkan buah dan sebagai tanaman pelindung. Di Kalimantan Selatan pemanfaatan kayu tebangan Kemiri lebih banyak digunakan untuk kayu bakar atau kegunaan lainnya yang atau tidak bernilai ekonomis. Apabila dimanfaatkan secara 1 2
Staf Pengajar Fakultas Kehutanan Unlam Mahasiswa Fakultas Kehutanan Unlam
SIFAT FISIK DAN ….. (20) : 1 - 7
efektif, kayu Kemiri yang berasal dari pohon yang tidak produktif ini dapat dijadikan sebagai bahan baku untuk kerajinan kayu (topeng, patung, wayang golek, aneka produk souvenir dan lain sebagainya). Abu terbang (fly ash) merupakan limbah dari pembakaran batu bara dari industri dan usaha-usaha lainnya. Abu terbang kini digunakan sebagai bahan tambahan semen Portland. Abu terbang jika dicampur dengan semen akan bersifat seperti semen dan memiliki bentuk yang sama tapi mempunyai warna yang lebih terang. Bangunan yang menggunakan abu terbang dengan persentase yang tinggi nampak seperti bangunan -bangunan biasa. Abu terbang biasanya mengganti 15% semen pada bangunan yang digunakan sekarang, tapi kita bisa membuat lebih baik dengan menggunakannya sampai 50 % atau lebih. Sehubungan dengan uraian diatas untuk lebih memanfaatkan kayu-kayu non komersil dalam industri pengolahan kayu serta untuk lebih meningkatkan manfaat daya guna dari abu terbang (fly ash), perlu diadakan penelitian tentang pemanfaatan kayu Kemiri (Aleurites moluccana Wild) sebagai bahan baku papan semen serta pemanfaatan limbah pembakaran batubara (abu terbang) dengan persentase lebih tinggi (50% ke atas) untuk mengetahui kualitas papan semen yang dihasilkan. II. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik papan semen dari kayu Kemiri (Aleurites moluccana Wild) melalui penambahan abu terbang (fly ash) dengan menggunakan dua komposisi bahan baku. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat pada masyarakat, instansi dan perusahaan serta industri pengolahan kayu pada khususnya untuk selanjutnya digunakan sesuai dengan tujuan penggunaannya sehingga menambah keragaman dari produk semen. III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pengolahan Kayu Program Studi Diploma 3 Fakultas Kehutanan Unlam; Laboratorium Fisik-Mekanik Jurusan Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Unlam dan Laboratorium Kayu Balai Riset dan Standarisasi Mutu Industri dan Perdagangan (Baristandindag), Banjarbaru selama 3 bulan dari bulan Mei sampai Juli 2005. B. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat kempa manual, bak perendam dan bak pencampur, Neraca 0haus), sendok pengaduk, gelas ukur dengan ukuran 100 ml, sarung tangan karet, cetakan ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm, jangka sorong, alat pemotong contoh uji, cven, lembaran dan kantongan plastik, saringan ukuran 200 mesh dan 20 mesh, Universal testing machine (UTM), kamera, kalkulator dan alat tulis menulis. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk dan serutan kayu Kemiri (Aleurites moluccana Wild), semen portland merk Tonasa, abu terbang (fly ash) dari pembakaran batubara pada pembuatan semen di PT Indocement Tunggal Prakarsa, Tarjun, Kota Baru, air bersih dan CaCl2.
Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 08 No. 20, Maret 2007
2
SIFAT FISIK DAN ….. (20) : 1 - 7
C. Prosedur Penelitian 1. Persiapan bahan Kegiatan awal dalam penelitian ini adalah menyiapkan bahan dan alat, kemudian membuat contoh uji (pencampuran bahan dan pembuatan mat/lembaran), dan melakukan pengujian. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Metode Percobaan Rancangan Acak lengkap (RAL) Faktorial. Ada dua faktor perlakuan yaitu faktor A adalah komposisi bahan baku dan faktor B adalah komposisi perekat. Masing-masing kombinasi faktor perlakuan tersebut diulang sebanyak 3 kali sehingga contoh uji yang dibuat sebanyak 2 x 4 x 3 = 24 buahAda dua faktor perlakuan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu komposisi bahan baku dan komposisi perekat. Faktor perlakuan pertama yaitu : Al = 100 % serbuk kayu Kemiri A2 = 50 % serbuk kayu Kemiri dan 50 % serutan kayu Kemiri Faktor perlakuan kedua yaitu. B1 = 50% semen Portland : 50% fly ash B2 = 40% semen Portland : 60% fly ash B3 = 30% semen Portland : 70% fly ash B4 = 20% semen Portland : 80% fly ash IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kadar Air Papan Semen Kayu Kemiri Kadar air rata-rata untuk perlakuan A2 lebih besar daripada perlakuan A1, dimana kadar air rata-rata untuk perlakuan A1 adalah 11,56 % sedangkan kadar air perlakuan A2 rata-ratanya sebesar 13,03%. Perlakuan dengan kadar air yang tertinggi terjadi pada perlakuan A2B3 yaitu 13,78 % dan yang terendah pada perlakuan A1B1 yaitu 11,02 %. Secara keseluruhan perlakuan kadar air ini masih berada didalam standar SNI–03–2104-1991 (<14%). Perlakuan A1B1 lebih rendah kadar airnya jika dibandingkan dengan kadar air perlakuan lainnya dengan nilai kadar air rata – rata : 11,025%. Hal ini diduga perlakuan A1B1 terdiri dari komposisi serbuk kayu Kemiri memiliki ukuran partikel yang lebih kecil sehingga mampu membentuk suatu ikatan yang solid dan memiliki kemampuan menyerap air yang rendah. Keadaan demikian diduga menyebabkan pada saat dilakukan pemberian tekanan (kempa), air dan udara serta partikel perekat yang tidak mampu lagi diserap partikel tadi terdesak keluar sehingga kadar airnya menjadi lebih rendah, Dumanauw (1982) mengatakan bahwa kayu memiliki sifat higroskopis, artinya kayu memiliki daya ikat terhadap air baik dalam bentuk uap maupun dalam bentuk cair. Berbeda dengan perlakuan A2B3 yang memiliki nilai kadar air tertinggi yaitu rata-rata 13,78%. Dengan adanya volume bahan yang lebih besar (serutan) menyebabkan air lebih banyak terserap dan rongga-rongga yang dibuat oleh serutan ditutupi oleh serbuk sehingga susah untuk merembes keluar. Variasi kadar air papan semen ini dapat dilihat pula pada histogram Gambar 1.
Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 08 No. 20, Maret 2007
3
SIFAT FISIK DAN ….. (20) : 1 - 7
13.78
14 12 Kadar air (%)
12.13
11.59
13.04
12.65
12.64
11.49
11.02
10 8 6 4 2 4
3
A2 B
2
A2 B
1
A2 B
4
A2 B
3
A1 B
A1 B
2 A1 B
A1 B
1
0
Perlakuan Gambar 1. Histogram kadar air papan semen tiap perlakuan B. Kerapatan Papan Semen
0.97
0.96
0.92 0.91
0.92 0.9
B4 A2
B3 A2
B2 A2
B1 A2
B4 A1
B3
B2
0.89
A1
A1
0.98
A1
0.98 0.96 0.94 0.92 0.9 0.88 0.86 0.84 B1
3
Kerapatan (gr/cm )
Secara umum kerapatan papan semen yang dihasilkan relatif sama yaitu dengan rata-rata 0,93 gr/cm3 dan sudah memenuhi syarat untuk SNI-03-21041991 yaitu minimal 0,57 gr/cm3 untuk ketebalan kurang dari 15 mm. Berdasarkan kriteria berat jenis maka papan semen ini dapat digunakan sebagai konstruksi dinding. Untuk perlakuan A1 rata-rata kerapatannya adalah 0,94 gr/cm3, tidak berbeda jauh dengan perlakuan A2 yaitu : 0,91 gr/cm3. Perlakuan A1B1, A1B2, A1B3, dan A1B4 berturut-turut kerapatannya adalah 0,91 gr/cm3; 0,98 gr/cm3; 0,97 gr/cm3; dan 0,92 gr/cm3. Sedangkan untuk perlakuan A2B1, A2B2, A2B3, dan A2B4 berturut-turut kerapatannya adalah 0,90 gr/cm3; 0,96 gr/cm3; 0,92 gr/cm3; dan 0,89 gr/cm3. Perlakuan yang memiliki kerapatan tertinggi dari pada perlakuan yang lain adalah perlakuan A1B2. Variasi kerapatan ini terlihat dengan jelas pada Gambar 2.
Perlakuan Gambar 2. Histogram kerapatan papan semen tiap perlakuan
Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 08 No. 20, Maret 2007
4
SIFAT FISIK DAN ….. (20) : 1 - 7
Tingginya kerapatan pada perlakuan A1B2 ini diduga karena bahan baku perlakuan ini adalah 100% dari serbuk kayu Kemiri. Sehingga ikatan perekat lebih solid dan rongga udara lebih sedikit. Ukuran partikel serbuk kayu Kemiri yang kecil dan homogen dapat mengikat secara merata pada permukaannya dan pada saat diberikan tekanan kempa akan semakin kuat terikat satu sama lain. Hal ini sesuai dengan pendapat Yoesoef (1977), faktor-faktor yang mempengaruhi dan ikut menentukan sifat papan partikel adalah tipe dan ukuran sel. Berbeda dengan perlakuan A2B4 yang menggunakan bahan 50% serbuk dan 50% serutan kayu Kemiri, dimana ukurannya lebih besar dan permukaan bahan kayu lebih luas sehingga diperlukan bahan perekat yang lebih banyak untuk membuat ikatan yang lebih solid dari pada bahan serbuk kayu. Ukuran bahan yang lebih luas dan besar ini akan memperbanyak rongga yang ada dalam papan semen. Rongga-rongga tersebut diduga kurang mampu mengikat perekat dan diisi oleh air dan udara, sehingga hal tersebut akan mengurangi kerapatan papan semen yang dihasilkan. Tekanan yang kurang mungkin juga akan menyebabkan rongga dalam papan semen akan semakin banyak dan rongga ini akan diisi oleh air atau udara. Hal inilah yang diduga juga menyebabkan kerapatannya akan semakin kecil. Keadaan ini sesuai dengan pendapat Sumadiwangsa (1980), bahwa yang mempengaruhi sifat papan partikel adalah jenis kayu, tipe bahan, tipe partikel, jumlah dan penyebaran perekat, bahan penolong, kadar air, orientasi partikel, distribusi bahan pada alat serta faktor-faktor lain. C. Keteguhan Patah Papan Semen Kayu Kemiri Hasil pengukuran keteguhan patah papan semen yang dihasilkan relatif sama yaitu dengan rata-rata 48,13 kg/cm3 dan sudah memenuhi syarat untuk SNI-03-2104-1991 yaitu minimal 17 kg/cm3 untuk ketebalan kurang dari 15 mm. Nilai keteguhan patah terkecil didapat pada perlakuan A1B4 yaitu rata-rata : 39,54 Kg/cm3, hal ini diduga karena partikelnya yang kecil dan lebih pendek, serta komposisi perekatnya kurang tepat sehingga tidak sempurna mengikat partikel. Hal dapat dilihat dari keadaan papan semen yang kurang solid dan terlihat lebih kering. Untuk perlakuan A1 rata-rata keteguhan patahnya adalah 44,59 kg/cm3, tidak berbeda jauh dengan perlakuan A2 yaitu : 50,09 kg/cm3. Perlakuan A1B1, A1B2, A1B3, dan A1B4 berturut-turut keteguhan patahnya adalah 43,96 kg/cm3; 47,65 kg/cm3; 47,20 kg/cm3; dan 39,54 kg/cm3. Sedangkan untuk perlakuan A2B1, A2B2, A2B3, dan A2B4 berturut-turut keteguhan patah adalah 43,84 kg/cm3; 59,84 kg/cm3; 54,02 kg/cm3; dan 42,65 kg/cm3. Variasi keteguhan patah ini terlihat dengan jelas pada Gambar 3.
Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 08 No. 20, Maret 2007
5
SIFAT FISIK DAN ….. (20) : 1 - 7
59.84
50 43.96 47.65 47.2
43.84
39.54
40
54.02
42.65
3
(kg/cm )
Keteguhan lentur statis
60
30 20 10 0 A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A2B1 A2B2 A2B3 A2B4
Perlakuan Gambar 3. Histogram keteguhan patah papan semen tiap perlakuan Perlakuan penambahan abu terbang cenderung meningkatkan keteguhan patah semen yang dihasilkan sampai batas tertentu. Peningkatan ini disebabkan ukuran partikel abu terbang yang lebih kecil akan meningkatkan ikatan dan kerapatan dari papan semen yang dihasilkan. Selain itu, adanya kalsium hidroksida dalam beton/bahan dengan perekat semen selama ini ditengarai menjadi sumber perusak sebelum waktunya, khususnya bila berada di lingkungan agresif, akan berikatan dengan oksida-oksida yang ada dalam abu terbang menjadi senyawa-senyawa yang memiliki sifat perekat. Karenannya, penambahan atau penggantian sejumlah semen dengan abu terbang berpotensi menambah keawetan dan kekuatan beton/bahan dengan perekat semen tersebut. Abu terbang sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silikat yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi dengan kalsium hidroksida yang terbentuk oleh proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat (Hardjito, 2001). V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan 1. Kadar air papan semen kayu Kemiri yang dihasilkan dipengaruhi oleh faktor A (komposisi bahan baku) dengan nilai rata-rata 12,29%, dimana nilai tertinggi pada perlakuan A2B3 yaitu 13,78 % dan nilai terendah pada perlakuan A1B1 yaitu 11,02 % 2. Kerapatan papan semen kayu Kemiri yang dihasilkan dipengaruhi oleh faktor B (komposisi perekat) dengan nilai rata-rata 0,93 gr/cm3, nilai tertinggi pada perlakuan A1B2 dengan rata-rata 0,98 gr/cm3 dan nilai terendah pada perlakuan A2B1 dengan rata-rata 0,90 gr/cm3 3. Keteguhan patah papan semen dipengaruhi oleh faktor kadar air, kerapatan, jumlah dan komposisi bahan perekat serta kesolidan antar bahan direkat dan perekat dengan rata-rata 48,13 kg/cm3, dimana nilai tertinggi ada perlakuan A2B2 dengan nilai rata-rata 59,84 kg/cm3 dan nilai terendah pada perlakuan A1B4 dengan nilai rata-rata 39,54 kg/cm3
Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 08 No. 20, Maret 2007
6
SIFAT FISIK DAN ….. (20) : 1 - 7
4. Penambahan abu terbang dengan persentase sebesar 60% memberikan pengaruh pada peningkatan nilai kerapatan dan keteguhan patah papan semen kayu Kemiri 5. Nilai uji sifat fisik dan mekanik papan semen kayu Kemiri yang dihasilkan memenuhi standar SNI-03-2104-1991 6. Papan semen yang dihasilkan dapat digunakan sebagai konstruksi dinding. B. Saran Berdasarkan hasil penelitian, perlakuan yang terbaik (ideal) yang dapat dipalikasikan adalah perlakuan A2B2 (40% semen portland : 60% fly ash). Selain itu, disarankan pula untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai perbedaan penggunaan komposisi penambahan abu terbang dan jenis semen yang berbeda dengan menggunakan jenis pohon yang lain, sehingga dapat menambah keragaman dari produk panel-panel kayu yang telah ada. DAFTAR PUSTAKA Hardjito,
D. 2001. Abu Terbang Solusi Pencemaran semen. http//:www.Sinarharapan.com. Harian Umum Sore. Diakses tanggal 25 Juli 2005. Kamil, R.N. 1974 b. Pengujian Delapan Jenis Kayu dari Lampung dan Jasinga untuk Papan Wol Kayu. Laporan Penelitian Hasil Hutan No. 33, Bogor. Paribroto. 1976. Sifat Papan Wol Kayu dan Tiga Jenis Kayu Sukabumi. Laporan Lembaga Penelitian Hasil Hutan, Jakarta. Sumadi Wangsa, S. 1986. Bahan Baku Kayu dan Perekat Untuk Pembuatan Papan Partikel di Indonesia. Diskusi Industri Perkayuan. Jakarta, Indonesia. Sunanto, H. 1994. Budidaya Kemiri Komuditas Ekspor. Kanisius, Yogyakarta Sunamo. 1995. Pengaruh Metode Perendaman Dinding Terhadap Retensi dan Penetrasi Bahan Pengawet Kuper F - 2 Pada Kayu Kemiri (Aleurites moluccana Wild), Randu (Ceiba petandra) dan pulai (Alstonia scholaris). Fakultas Kehutanan Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru. Tidak Dipublikasikan. Yoesoef. 1997. Papan Majemuk (Composition Board). Yayasan Pembina Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 08 No. 20, Maret 2007
7
