Effect of Particle Layerson Mechanical Characteristics (MoE And MoR) Of Particle Board Of Ulin Wood (Eusideroxylon Zwageri T.Et.B)

PENGARUH UKURAN ….. (19) : 122 - 129

PENGARUH SUSUNAN PARTIKEL TERHADAP SIFAT MEKANIK (MoE dan MoR) PAPAN SEMEN PARTIKEL KAYU ULIN (Eusidexylon zwageri T.Et.B)

Effect of Particle Layerson Mechanical Characteristics (MoE And MoR) Of Particle Board Of Ulin Wood (Eusideroxylon Zwageri T.Et.B) Oleh/By : MUHAMMAD FAISAL MAHDIE1 The aim of this experiment is to know the effects of particle layers on mechanical characteristics (MoE dan MoR) of cement particle board of ulin wood in order to optimizing waste of saw mill industry. The treatments of this experiment is layering of particle size, first treatment is small particles, big particles and small particles and the second treatment is big particles, small particles and big particles. MoE value of every treatment are highly significant difference, average value of MoE of first treatment is 15,463.72 Kg/cm2 and second treatment is 19,452.97 Kg/cm2. Anerage value of MoR of first treatment is Kg/cm2 and second treatment is 16.66 Kg/cm2. MoR value of first treatment is higher than second treatment. Based on this experiment can be concluded that cement particle board with three layers of particle sizes are small particle, big particles and small particles is better on mechanical characteristics than the other one. Key words : Cement particle board, ulin wood, mechanical characterictic I. PEDAHULUAN Industri-industri perkayuan seperti penggergajian kayu, kayu lapis, meubel dan lain-lain secara langsung menghasilkan limbah-limbah industri kayu yang cukup tinggi. Limbah dari industri perkayuan yang berupa sisa kayu yang secara ekonomis belum bisa dimanfaatkan lagi, dapat digunakan sebagai bahan baku salah satunya adalah papan semen partikel. Sutigno (1979) menyatakan papan semen partikel adalah papan tiruan yang dibuat dari potongan kayu atau partikel sebagai bahan baku utamanya dengan semen sebagai bahan pengikatnya. Dan menurut Maloney (1977), yang dikutip oleh Sumadi Wangsa dan Widarmana (1980), menyatakan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi sifat papan semen partikel adalah : jenis kayu, tipe partikel, jumlah dan penyebaran bahan perekat, orientasi partikel serta interaksi faktor-faktor tersebut di atas. Sekarang ini telah banyak dilakukan penelitian-penelitian terhadap papan semen partikel mengenai jenis kayu, campuran partikel, jenis pengikat dan lain sebagainya. Oleh karena itulah peneliti tertarik untuk meneliti tentang pengaruh ukuran partikel yang disusun berselang-seling terhadap kekuatan fisik atau sifat mekanik papan semen partikel dalam hal ini mengenai keteguhan lentur dan keteguhan patah papan semen partikel dengan judul “Pengaruh Susunan Partikel terhadap Sifat Mekanik (MoE dan MoR) Papan Semen Partikel Kayu Ulin” 1

Staf Pengajar Fakultas Kehutanan Unlam

Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 07 No. 19, September 2006

PENGARUH UKURAN ….. (19) : 122 - 129

II. TUJUAN DAN MANFAAT Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh susunan partikel terhadap sifat mekanik (MoE dan MoR) pada papan semen partikel kayu ulin dan pemanfaatan limbah kayu penggergajian agar bernilai guna tinggi. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat berupa bahan tambahan informasi dalam usaha pemanfaatan limbah industri pengolahan kayu ulin (Eusideroxylon zwageri T.et.B). III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Program Diploma III Fakultas Kehutanan di Gedung IV Unlam Banjarbaru dan di Laboratorium Balai Penelitian dan Pengembangan Industri Banjarbaru. Waktu pelaksanaan penelitian dilakukan selama kurang lebih 2 bulan, yaitu dari bulan Oktober – Desember 2004 yang meliputi persiapan penelitian, pembuatan papan semen, pengujian sifat mekanik, pengolahan data dan penyusunan tugas akhir. B. Bahan dan Peralatan 1. Bahan utama kayu yang digunakan adalah limbah ketaman kayu ulin yang berbentuk serpih (partikel), didapat dari limbah di PT. Yasa Empat Sekawan Martapura Kalimantan Selatan. Ukuran serpih yang diambil harus seragam yaitu antara 0.2 mm – 0.5 mm, lebar antara 10 mm – 30 mm dan panjang juga 10 mm – 30 mm. 2. Perekat yang digunakan adalah semen. 3. Katalisator Ca(OH)2 dengan konsentrasi 2,5% 4. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Timbangan, gelas ukur, Moisture meter, saringan 25 mesh dan 60 mesh, alat kempa, setakan ukuran 30 x 30 x 30 cm, gergaji. C. Rancangan Percobaan Susunan partikel pada pembuatan papan semen partikel dibagi atas 2 perlakuan. Perlakuan pertama (P.I) yaitu susunan partikel papan semen partikel terdiri atas serbuk halus, serbuk kasar dan serbuk halus, seperti pada gambar di bawah ini :

Serbuk halus Serbuk kasar Serbuk halus Gambar 1. Susunan partikel perlakuan pertama pada papan semen partikel yang terdiri dari serbuk halus, serbuk kasar dan serbuk halus.

Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 07 No. 19, September 2006

123

PENGARUH UKURAN ….. (19) : 122 - 129

Perlakuan kedua (P.II) yaitu susunan partikel papan semen partikel terdiri atas serbuk kasar, serbuk halus dan serbuk kasar, seperti pada gambar di bawah ini :

Serbuk kasar Serbuk halus Serbuk kasar

Gambar 2. Susunan partikel perlakuan kedua pada papan semen partikel yang terdiri dari serbuk kasar, serbuk halus dan serbuk kasar. Persentase susunan serbuk kasar dan serbuk halus pada pembuatan papan semen partikel. Tabel 3. Persentase perbandingan antara serbuk kasar dan serbuk halus pada pembuatan papan semen partikel. Perlakuan

Serbuk kasar

Serbuk halus

Semen

Ulangan

PI

75%

100%

125%

5x

PII

75%

100%

125%

5x

D. Pembuatan Contoh Papan Semen Partikel Kegiatan yang pertama adalah persiapan bahan-bahan dan peralatan yang akan digunakan dalam penelitian. Mula-mula partikel ulin disaring, untuk partikel kasar disaring dengan saringan dengan ukuran 25 mesh, artinya bahan bisa digunakan jika lolos saringan 25 mesh. Dan untuk partikel halus disaring dengan saringan dengan ukuran 100 mesh, artinya bahan bisa digunakan jika lolos saringan 100 mesh. Setelah disaring dilanjutkan dengan perendaman bahan-bahan (gergajian kayu ulin) dimasukkan dalam air dingin dan dibiarkan selama 12 jam, kemudian air rendaman diganti dengan air yang baru dan dibiarkan lagi selama 12 jam. Jadi lama perendaman seluruhnya adalah 24 jam. Maksud dari perendaman adalah agar kadar zat ekstraktif yang terdapat pada kayu ulin dapat diturunkan, terlebih kayu ulin terkenal dengan lapisan silikanya yang tinggi sehingga apabila tidak dilakukan perendaman maka akan menghambat daya ikat semen terhadap kayu. Setelah direndam bahan dikeringkan hingga mencapai kadar air keseimbangan atau 15%. Selanjutnya bahan ditimbang menurut jumlah yang telah ditentukan pada masing- masing perlakuan, kemudian dimasukkan dalam kantong plastik dan diberi label untuk memudahkan pengambilan selanjutnya. Demikian juga perekat semen. Pembuatan contoh papan semen dimulai dengan membuat larutan Ca(OH)2 dengan konsentrasi 2,5% dalam air sebanyak 70% dari berat semen. Setelah itu semen dimasukkan dalam larutan Ca(OH)2 dan diaduk sampai merata. Selanjutnmya partikel dimasukkan dalam adukan tadi dan diaduk sampai tercampur sempurna. Jika campuran bahan dan semen telah sempurna dapat dipindahkan dalam cetakan dengan ukuran 30 cm x 30 cm x 2 cm yang sebelumnya telah dilapisi plastik agar tidak merekat pada alat cetak.

Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 07 No. 19, September 2006

124

PENGARUH UKURAN ….. (19) : 122 - 129

Contoh papan semen dibiarkan dalam cetakan dan tekanan selama 24 jam agar terjadi proses pengikatan semen dan partikel. Contoh papan semen dapat dikeluarkan dari cetakan dan dikeringkan hingga mencapai kadar air 10 – 15% (kering udara). Selanjutnya papan semen partikel tersebut dibagi/dipotong dengan ukuran 30 cm x 10 cm x 2 cm, untuk kemudian dilakukan pengujian sifat mekaniknya yaitu MoR dan MoE. Pengujian sifat mekanik papan semen partikel dibuat pola penentuan contoh uji pada lembaran papan sesuai dengan pola keperluan pengujian, seperti pada gambar di bawah ini :

P

Keterangan : x

t

: Contoh uji untuk keteguhan lentur

l

Statik (MoE dan MoR)

20 cm

30 cm

x

l

: Lebar (10 cm)

P

: Panjang (30 cm)

t

: Tebal (2 cm)

Gambar 3. Pembagian contoh uji untuk pengujian sifat mekanik (MoE dan MoR) papan semen partikel kayu ulin. E. Pengolahan dan Analisa Data Papan semen partikel tersebut kemudian dianalisa secara pengujian sifat mekaniknya yaitu MoE dan MoR dan dibuat dalam tabulasi dan diagram. Untuk menghitung nilai keteguhan patah (MoR) dan Modulus Elastisitas (MoE) digunakan rumus sebagai berikut :

MoR MoE

3 .P .L ( Kg / cm 2 ) 2 .l .t 2 ∆ P . L3 = ( Kg / cm 2 ) 4 .l . ∆ f .t 3

=

keterangan : MoR MoE

:

keteguhan

:

keteguhan :

T

lentur

tebal

patah

( Kg / cm

2

)

( Kg / cm

2

)

contoh

uji ( cm )

contoh

uji ( cm )

l

:

L

:

jarak

∆P

:

besarnya

∆f P

: :

besarnya gaya defleksi beban yang diberikan sampai

lebar

sangga gaya

( cm ) dalam

kurve batas

Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 07 No. 19, September 2006

patah

125

PENGARUH UKURAN ….. (19) : 122 - 129

untuk menghitung P dan f dalam menentukan modulus of elasticity (MoE) diperoleh dari gambar grafik yang terekam saat dilakukan pengujian. Pada gambar memperlihatkan adanya garis elastis dari suatu benda sampai tercapainya gaya pada batas proporsi (yaitu titik dimana garis itu mulai melengkung). Patah

P3 Beban (Kg) ∆P P1 ∆f

f1

f3

Simpangan (cm)

Gambar 4. Bentuk garis elastis benda hingga tercapainya gaya pada batas proporsi dalam penentuan modulus of elasticity (MoE). IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil pengujian sifat mekanik MoE dan MoR, maka diperoleh data pada Tabel 4. Tabel 4.

Hasil pengujian sifat mekanik MoE (Modulus of Elasticity)dan MoR(Modulus of Rupture)

Perlakuan

P1

P2

Kode Contoh P.1236 P.1237 P.1238 P.1239 P.1240 Jumlah Rata-rata P.1241 P.1242 P.1243 P.1244 P.1245 Jumlah Rata-rata

MoE (Kg/cm2) 13,610.35 24,100.75 10,136.70 11,756.81 17,713.99 77,318.60 15,463.72 16,000.73 22,719.76 11,042.25 23,073.76 24,428.33 97,264.83 19,452.97

MoR (Kg/cm2) 20.74 19.28 18.95 19.15 19.17 97.29 19.46 16.80 15.62 16.39 16.87 17.60 83.28 16.66

Berdasarkan tabel 4 di atas dapat diketahui bahwa nilai rata-rata MoE pada perlakuan I adalah 15.463,72 Kg/cm2 dan perlakuan II nilai rata-ratanya adalah 19.452,97 Kg/cm2.

Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 07 No. 19, September 2006

126

PENGARUH UKURAN ….. (19) : 122 - 129

Untuk nilai rata-rata yang diperoleh pada 2 perlakuan untuk uji mekanik MoE dapat digambarkan dalam bentuk diagram seperti berikut :

Keteguhan elastisitas (Kg/cm2)

19,452.97 20,000.00 15,463.72 16,000.00 12,000.00 8,000.00 4,000.00 0.00 P.I

Gambar 5.

P.II

Nilai rata-rata keteguhan elastisitas (MoE) pada diagram batang.

Berdasarkan tabel 4 di atas dapat diketahui bahwa nilai rata-rata MoR pada perlakuan I adalah 19,46 Kg/cm2 dan perlakuan II nilai rata-ratanya adalah 16,66 Kg/cm2. Dengan nilai rata-rata yang diperoleh pada 2 perlakuan untuk uji mekanik MoR dapat digambarkan dalam bentuk diagram seperti berikut : 19.46

Keteguhan patah (Kg/cm2)

20.00

16.66

15.00

10.00

5.00

0.00 P.I

Gambar 6.

P.II

Nilai rata-rata keteguhan patah (MoR) pada diagram batang.

Perlakuan I dan perlakuan II, masing-masing dibuat 5 kali ulangan. Pada tiaptiap ulangan menunjukkan nilai MoE dan MoR yang berbeda. Hal ini dikarenakan gaya tekan dalam pengepresan, artinya semakin di bawah letak cetakannya maka gaya tekan alat pres tinggi dan susunan bahan pada cetakan semakin padat dari susunan bahan pada cetakan yang terdapat di atasnya. Berdasarkan pada tabel 4 diketahui bahwa nilai rata-rata MoE dan MoR pada tiap perlakuan menunjukkan perbedaan yang tinggi. Begitu juga yang terlihat pada

Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 07 No. 19, September 2006

127

PENGARUH UKURAN ….. (19) : 122 - 129

gambar diagram batang gambar 5 dan gambar 6. Hal tersebut dikarenakan susunan partikel yang berbeda pada tiap perlakuannya. Pada perlakuan I, susunan partikel papan semen partikel yaitu serbuk halus, serbuk kasar dan serbuk halus, dengan 420 gram serbuk kasar, 560 gram serbuk halus dan 700 gram semen. Dalam perlakuan ini dengan jumlah contoh uji 5 buah diperoleh nilai rata-rata MoE sebesar 15.463,72 Kg/cm2 dan untuk nilai rata-rata MoR sebesar 19,46 Kg/cm2, maka apabila dilihat dari Standar Nasional untuk papan semen partikel, nilai rata-rata MoR pada perlakuan I ini berada di atas batas minimum, yaitu 15 Kg/cm2, maka papan semen partikel kayu ulin pada perlakuan ini telah mencapai standar yang ditentukan. Sedangkan untuk keteguhan lenturnya tidak dipersyaratkan dalam SNI. Pada perlakuan II, susunan partikel papan semen partikelnya adalah serbuk kasar, serbuk halus dan serbuk kasar, dengan nilai rata-rata MoE sebesar 19.452,97 Kg/cm2 dan untuk nilai rata-rata MoR sebesar 16,66 Kg/cm2. Apabila dilihat dari Standar Nasional untuk papan semen partikel, nilai rata-rata MoR pada perlakuan II ini juga telah mencapai standar yang telah ditentukan , yaitu minimum 15 Kg/cm2. Dari nilai rata-rata MoR pada perlakuan I dan perlakuan II maka dapat dilihat bahwa nilai rata-rata MoR Perlakuan I (19,46 Kg/cm2) lebih besar dibandingkan nilai rata-rata MoR Perlakuan II (16,66 Kg/cm2). Hal ini berarti dengan susunan partikel papan semen partikel serbuk halus, serbuk kasar dan serbuk halus dapat menghasilkan papan semen yang lebih kuat dibandingkan dengan papan semen partikel dengan susunan serbuk kasar, serbuk halus dan serbuk kasar. V. PENUTUP A. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Nilai MoE tiap perlakuan menunjukkan perbedaan yang tinggi, untuk nilai rata-rata MoE pada perlakuan I yaitu 15.463,72 Kg/cm2 dan perlakuan II yaitu 19.452,97 Kg/cm2. Dan untuk nilai MoR perlakuan I yaitu 19,46 Kg/cm2, perlakuan II yaitu 16,66 Kg/cm2. 2. Nilai MoR pada perlakuan I papan semen partikel dengan susunan partikel serbuk halus, serbuk kasar dan serbuk halus lebih besar dari nilai MoR pada perlakuan II papan semen partikel dengan susunan partikel serbuk kasar, serbuk halus dan serbuk kasar. Sehingga susunan papan semen partikel serbuk halus, serbuk kasar dan serbuk halus lebih bagusdari pada papan semen partikel dengan susunan partikel serbuk kasar, serbuk halus dan serbuk kasar. 3. Gaya tekan dalam pengepresan mempengaruhi padatnya susunan bahan dalam cetakan, semakin di bawah letak cetakannya maka semakin padat susunan bahannya. 4. Dari 2 perlakuan tersebut keduanya memenuhi standar SNI untuk ( MoE dan MoR ). B. Saran Mengingat bahwa susunan partikel papan semen partikel turut mempengaruhi sifat mekanik (MoE dan MoR) dalam pembuatan papan semen partikel kayu ulin, maka perlu kiranya diadakan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh susunan partikel terhadap sifat mekani (MoE dan MoR) pada papan semen partikel jenis kayu yang lain.

Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 07 No. 19, September 2006

128

PENGARUH UKURAN ….. (19) : 122 - 129

DAFTAR PUSTAKA Idris, A. 1979. Cement Banded Particle Sebagai Bahan Bangunan. Proceding Diskusi Industri Perkayuan; Jakarta. Kartasujana, Iding; Abdurrahim Martawijaya,1977. Ciri Umum, Sifat dan kegunaan jenis-jenis kayu Indonesia.Lembaga Penelitian Hasil Hutan; Bogor. Prayitno. 1983. Perekatan dan Proses Perekatan. Yayasan Pembina Fakultas Kehutanan UGM; Yogyakarta. Subari, D. 1989. Teknologi Hasil Hutan. Lambung Mangkurat. University Press. Sudrajat, 1979. Pemanfaata Limbah Pertaniaan Sebagai Sumber Energi Kehutananindonesia Sutigno, P, Memed, R, dan Kliwon, S. 1979. Pengaruh Jenis Kayu dan Campurannya Terhadap Beberapa Sifat Papan Semen Partikel. Lembaga Penelitian Hasil Hutan; Bogor.

Jurnal Hutan Tropis Borneo Volume 07 No. 19, September 2006

129