PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL dARI SEKAM PAD1 DAN SERABUT KELAPA DENGAN SEMEN PUTIEI SEBAGAI BINDER Roaay K & m Jorro 8-, Aljurrad S c t e w HaBf&da Jurusan Telcnik Kimia, Fakultas Teknologi I n d d Itenas Bandung JL PHH. Mustafi No 23 Bmd~ng40132,Telp (022172722 15 Fax (022)7202192
Ernail 1 rn~-lt@gmv*.@ Abstrak
i :papan partikel, s e h p m , seramu ue~apu, semen p
4q.Wil g q u n -55;s w:,: rd&mi!t~mMfi&&rs;l+ - r t ~ L : i ; ,\$; A d . & ' Jdp;3b;iF" 2""": i-" ~ e . nee o uar ways zncrease contrasted to that, the contimung process of felling of tress for its wood aflects the st and the ecosystem Partick b a a d ik one of the composite prodict&dpanel3 ed by the wood particles or lignoseldose sadstances that are tied with glue or sheaf heat pressed (Maloney, 1993),jkrthermore, it is hoped thatparticle board can be a research aimed to obtain the best quality of particle lng the woai board. valued hy its physical characteristh (tk water Ievel tMckness, and tight&) and risrics (&power of hqgizrg, awing, madpressing),and it also has st& quality
&Em4
U r n
&do~~~US.de*n~~
I
I
1
n
4"
vmIPte@ af this research is tk ratio of rice husk and m n u t fiber (1:1), (3:1), and (4:l) ( g d g m n r ) . The research shuw that the best particle board is obtained by the (1:I) ratio of rice
i
B8-1
L.
AumiaIEg SsmiaPr giplb U t m 2010
ISS1J : 1693 - 1750
InstitutTkkd~giN~
hush cmd cocontdjiber with the exact ratio 175 gram of rice husk and 175 gram of~ocomdjber,then the competition of watercement is 2.4 level of board is 11.441%, the value of t h i c k is 4.672% and t k value of tight@ is 1.757 gricm3, then accodng to matera tested if is finmd that the tugging p e r of the particle board is 95.2Wcm, the pressing power is 1064.5 k&cm2, and the mvhgpower is 65.8 kg/crn2. In conclusion, according to physical and rrmt& are tested, the prticle bcllani hut is r e d e b in this research i s su~lablefor ~Weriwand exfedor jlunirur=h as table, CW. Joor, qpetc. Abpvord: p d c l e bai&
rkelturh, cocomrifrber, white cemenf
1. PENDAEULUAN
*
Indunesia merupkan negara yang kaya akan sumber daya alam, salah satu sumber daya alam yang d i i l i k i Indonesia yaitu hutan, jika dilihat dari letak geografisnya Indonesia merupakan negara tropis yang subur sehingga hasil hutan yang d i h a s i h pun h e k a ragam dan memilii nilai ekonomi yang tinggi. Sa,lah sstu hasil hutan ymg memiliki nilai ekunami yang hggi addah kayu, hyu ymg merupakan hasil hutan, dapat diolab menjadi banyak produk yang bernilai jual &g@ salah s a h y a ynitu diolah menjadi papan. Papan kayu birrsa digunakan untuk bahan bangunan maupun untuk bdwbi mm.
: .
Papan sendiri b i i y a diperoleh dari bahan dasar kayu yang dipobng tipis menjadi lembaranlembaran yang kemudian diproses lebih lanjut menjadi produk-produk yang diingbkan. Kebutuhan masyarakat terhadap papan send& menin* tiap tahunya., sda@can kondisi hutan yang a h sekarang ini sulit untuk memenuhi penpermintam kebutuhan kayu, dari data F d Watch Indonesia dikemukakan bahwa laju pengurangan hutan di Indonesia sekitar 2 juts hektar / tahun, sehingga produksi kayu sebagai bahan baku pembuatan papan sangaf terbabs. Karena, walaupun Indonesia merupakan negma yang memiliki sumber daya hutan clan dapat rnengbasilkan kayu yang melimpgh namun proses pembaharuan atau penaaaman kembali pohon - pohon agar menghasilkan kayu membutuhkan waktu yang lama. Sedangkan jika dihkukan penehngan hutan untuk mengambil kayunya dilakukan secara terus menem akan menyebabkan kegundulan hutan dan merusak e k o s i i yang ada S e h i i akan menimbulkan kerusakan linghrngan yang parah dan sangat merugikan kehidupan di bumi yang indah ini. Oleh h a itu dipedukm sumber akmatif Eain untulr mengatasi kelavanppnakankayuyangmerupalurnswnberu~amadati~#y#m.eten~~~logi telah diciptakan prod& - produk papan yang bethhan balm bukan kayu, seperti papan partikel papan send, pgpan semen, papan komposit ctan mas& banyakjenis yang lain.
Papan partikel merupakanjenis papan yang bisa di buat dari bahan baku limbah, baik limbah
mi,
seperti sekarn maupun limbah perkebunan seperti serabut kelapa Oleb karena itu papanjenis ini sangat potensid untuk dikembangkan dan di p d u k s i di Indonesia yang maupalcen negara agrasis yang banyak menglutsilkan Iimbah baik dari s e k
perkebunan seperti serabut lrelapa Kualitas m y 4 j u m~ t u n g kepada t ~ h a nP
-
Pada penelitian ini pembuatan papan partikel menpalcan bahan baku sekam padi serta seratnrt kelapa sebagai bahan baku tambahan untuk memperbaiki sifat mekanis yaitu kuat lentur karena sifat serat sabut kelapa yang kuat dan lentur sehhgga diharapkan dapt m e m w &kt mehmi~dari papgn partikel, sehingga dapat dihasilkan papan yang mempunyai sifht %is (h&r air dan pengembangan tebal) dan sifat mekanis (kuat bekan, kuat lentur dan hat tarik) yang lev&baik dari pcnelitian yang pernah dibkxkan sebetumnya serta memiliki ketahanan @ percobaan ini digunakan perekat semen putih. Selain mputihacbagai bider diharapkan juga papan yang d i h a s i h akan
BS-2 *
h
-
- *-- . %
dihkukm juga variasi pada variabel-variabel percobaan (komposisi semen teKhadap air, dm upartikel sekam)untuk mendapatkan papan partikel W i dilihat dari sifat f ~ idan s mekanisnya yang memenuhi Standar Nasional Indonesia dan stmdar hkmasional seperti Japan htemasiond Standar. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk memperoleh papan partilcel dengan kualitas terbaik ditinjau dari sifat fisik (kadar air, pengembangan tebal) clan sifstt mekanis (kuat tarik, kuat lentur, kuat tekan) yang sesd dengan SNI atau JIS. Tabel 1 S&ndar Papan Partikel JIS A 5908 (1994) dan SNI 03-2105-1996
Pendekatan percobaan digunakan sebagai acuan dalarn melaksanakan percobaan. Pada penelitian se;hlumnya, papan partikel terbuat dari sekam padi dengan binder semen putih dan memiliki kelemahan dari sisi sifat mekanis antara lain papan yang dihasilkan memiliki nilai lentur yang tidak memenuhi standard. Untuk menutupi kekurangan tersebut dilakukan penambahan bahan baku lain berum mht k e l w ~~hinggsr dihmpkan papan komposit ymg dipernleh mempunyai sifat mekanis yang lebih baik dari penelitian sebelurnnya dan sesuai dengan standar mutu yang ditetapkan. sekam padi yang di cmpur denagan serabut kelapa lalu Penelitian yang a h dilaMcan men&
diW &am m x h t swm a@& I r m u h d&mmmnhtar. Dihmphn pada percobaan inii akan dihasilkan papan partikel ymg memilki ketahanan terhadap air, smmgga, dan rayap, serta mempunyai sifat mekanis (kuat tarik, kuat tentur, kuat tekan) yang baik.
Papan tersebut juga dhrapkan memiliki kualitas terbaik ditinjau dari sifat fsisnya (kadar air dm pengembangan~
~~ . v) a r.i a h eyang l akan digmakan diantaranya:
Variabel Tetap: J Tekanan pengepressan 4 Waktupengepressan 4 Rasio bahan baku terhadap perelcat (semen putih) (gramlml) J Ukuran bahan baku Variabel berubah: Rasio sekam padi terhadap serabut kelapa ((1 :1),(3: 1),(4: 1) (gram/gnun)
Peralahm yang digunakm dalam penelitian ini dapat di'bedakan menjadi 2 macam, yaitu:
Peralptan ntama yang digunakan untuk melangsunglcan proses pembuatan papan @el
ditaranya
yaitu : Alat pencetalc lembaran papan
Adapm alat pew&& l e m k pa4lan parthl lmlmtuk petsagi panjmg y a g ddimemi panjag 15 cm, lebar 15 cm, &MI tinggi/teM 9 cm.
-
ISSN : 1693 1750
Gambar 3 M d n aji Universal
I
?
BPban
B h M a nyang yang diguwkimyaitm:
I
Sekam padi. Serabut kelapa Semen putih Air
I
Proses pembuatan papan partikel dari sekam padi dan serabut kelapa dengan menggunakan perekat semen putih dilakukan melalui 3 tahap, yaitu: 1. Proses perlakuan awal bahan baku, terdiri atas:
a. Pengeringan sekam b. Penyiapan Sekam Padi 2. Proses pembuatan papan partikel terdiri dari: a. Penimbangan komposisi bahan baku b. Pencampuran c. Pencetakan d. Pengepressan 3. Proses pendinginan
Adisis
U i s yang d i 1 h pads peneliku ini adalah sifat mekianis dm sifat fisis, h1isis sifat mekauis meliputi kuat tarik, kuat Ientur, dan kuat tekan. Sedangkan d i s i s sifat fisis meliputi pengembangan tebal, kadar air, dan kerapatan.
3. HASIL PENELlTtAN DAN PEMBAaASAN
Sifat Fhrie Kndrrr Air
Amiding Seminar Dipto LFImo 2010
-gembangan
Tebal
Gambar 5 Kurva Hnbungan Antara Pengembangan Tebal Terhndap Rasio Bahan Baku
Gambar 5 menujukan hubmgan aatarri pengembangan tebal papan partikel rasio terhadap baban baku, yang dimahud dmgan pengembangan tebal adalah perubahan ukuran/d'insi papan setelah direndam , jdi dalam air selama 24 jam. Gambar kurva 5 menunjukan semakin banyak serabut kelapa yang -diguakan maka nilai pengembangan tebalnya makin kecil. Penambalm serabut k e l q dapat mempengnruhi nilai pengembangan tebal. Pengembangan tebal sendiri terjadi jika papn mampu menyerap air ke dalam pori-pori. Sernakin banyak air yang dapat diserap oleh papan semakin besar pula nihi pmgembgm m a . Bsgitu pula zddiknya makin sedikit jumlab air ymg &pat -disaap semakin kecil pula nilai W y a . P~~ d u t kelapa dapat m~ngumcgijumlah air yang bisa dkrap oleh papan. Serabut kelapa &pat mengisi ronmmngga '
~~
r n ~ W M i h b & r b r n ~ W & ~ M k e ! ~ ~ ~
b i dibi oleh air msnjadi lebih sediit a k i i y a pengembang tebalnya pun memjadi b i l &nya. Nilai pengembangan tebal yaug berkisar antara 4.762 11.111 % mash memenuhi stmdar JIS A 5908 . . batas pengembangan tebal sebesar 5,0-12,O % dan memenuhi standar SNI (19941 yang . batas peqembangan tebal03-2105-1996 p g 0-14%.
-
"
.
%
W? -
-
#
-
ISSN :1693 1750
1 :4
1:3
1:l
Gambr 6 Kurva Habungan Antara Kernpatan Teridap Rash Bahan Baku
Kerapatanpapanmerupakmsuatu~yangmenyatakanbobotpapanpattikelpersatuan Dari gambar kurva 6 menujukan d i n hesar nilai perbanpe-ngunaan s a a h t ke nilai kemptmya akan seznrtkie-k.
Dengan banyaknya jumlah serabut akan meningkadcan nilai kerapatan papan partikel. Sehingga rongga-rongga yang ditirnbulkan sekam padi dengan binder semen putih akan diisi oleh serabut ketapa, rongga-rongga pada papan partriel akan tebii. kecil dan Mih rapat, maka nilai keraptanya menjadi lebii besar. Sebdiknya bib rongga-rongga pacia papan lebih besar dan kurang rapat, maka nilai kempatannya akan lebih kecil. Kerapatau erat hubungannya dengan kehatan, makin tinggi kerapatan makin tinggi pula kekuatan papan (Anmim, 1976). Semakin tinggi kerapatan tembaran papan akan menyebabkan semakin luas pula kontak antar partikel dengm pemkatnya, sehin%ga akan dihasilkan kekuatan papan yang lebih tinggi pula (Kollman, et. al, 1975).
Nilai Icerapatan yang didapat dari h i 1 percabaan sebesar 1.52-1.75 g / d . NiIai ini lebib besar dad nilai kerapatan yang diperkenankm SNI 03-2 105-1996 yaitu antara 0.50-0.90 g/cm3. Tingginya nilai kerapaCan papan partikef yang dihasdkm kernungkinan besar disebabkan a k i i pemmbahan serabut kelapa. Dengan adanya serabut kelapa maka mga+mnga yang ada a n t m binder dan semen putih semakin kecil dan papan semakin rapt. sehingga nilai kemptmya pun menjadi besar. Berdasatiran nitai kempatnya p a p partikel yang dihasilkan termasuk Papan partikel berkerapaEan tinggi (High Density Particleboard), yaitu pspaq mike1 ymg memjw~ytikemp&m lebib dari 9,8 dcm3.
InstitutTeknologi Nasional
!
Sifat Mekanis Kuat Tarik
0 1
m I
1:
113
'
'J:J
I
Ra& serabut bhpa terhadap asekam padi (gar)
" Gambar 7 mrva Hubrrngan Antara Kuat Tarik Terhadap Bnsio hhan Baku &unbar 7 menunjukkan huhungan antara kuaf tarik papan partikel krhadap rasia bahan baku. Kuat
tarik terjadi akibat adanya regangan yang timbul k a n a benda diberi gaya dari luar. Apabila gaya diperkar, maka defonnasi dan regangan yang terjadi akan bertambah, sehingga menimbubn retak pada benda tersebut. Bila sudah mencapai batas eiemen maka benda tersebut akan patah. Pengujian kuat tar& ini dilakukan dengan cara menarik kedua sisi papan partikel hingga putus. Nilai beban maksimum yang dapat ditahan lcetika papan tersebut ditarik disebut kuat tar&. Dari gambar kurva 7 nqaqjukan semsLin hew ailai pdmdingan pengunaan serabut kelapa mdca makin besar pula nilai kuat tdcnya Dengan d e m i i jumlah serabut dalam papan mempengamhi nilai kuat tarik papan pMtikC1.
Semakh banyak jumlah serabut yang digunakan semakin besar pula nilai kuat tariknya, ha1 ini disababkan sifat dari serabut kelapa yang kuat temadap gaya tarik. Dengan panjang serat serabut kclapa yang lebih panSang cbri sekam padi maka jangkauan serabut kelapa untuk menahan kuat tarik meajadi lebih panjang sehhgp niIai kuat tariiya pun menjadi lebih baik. NiIai kuat tarik yang berkissr 3 7 3 kg/cm2- 95.2 kg/cm2 hi memenuhi standar JIS A 5908 (1994) yang mengizinkan batas h a t tarik sebesar 1,s w c m 2 dan memenuhi standar m03-2105-1996yang m e n g u i batas kuat tarik hingga 1,5 kg/cm2.Nilai pengujian W tarik sangat memuadcan karena nilainya jauh l e b i besar dari s t d m minimum yang telah ditehpkan.
-
ISSN : 1693 1750
Gambar 8 Kurvi Hubungan Antsrra Knat Tekan Terhadap Rasio Bahan Baku
Gambar 8 nwnujukkan hubungan antara kuat tekan papan partikel t e h d q ras tekan dinyakakan sebqpi tahanan bends bencta-butpecahatau tekan ini dl?aWE8m dengan cam dapat~Dzlriganhrkuwa8 blq#lmaka makin bcmr puh nitai kelapayangw-maka Serabut lcelapa mempunyai peranan penting untuk menjaga bentuk dari papan p t b l tersebut ditekan oleh alat uji. Ketika p a p papan partikel ditekan dari ;naka papen W u t mendapakan-pya ho&mtal. Pada kesdkan ini
ptike1JIS A 5908 (I
B8-10
1
ISSN: 1693 - 1750
Kuat Lentur
Gambar 9 Kurva Hubnngan Antara Kuat Lentur Terhadap Rasio Bahan Baku
Gambar 9 menggambarkan hubungan antara kuat [entur papan partikel terhadap rasia bahan baku. Pengujian kuat lentur ini dilakukan dengan cara menekan papan partikel secara tegak lurus ketika kedua sisi papan berada datam tumpuan. Nilai beban maksimum yang dapat ditahan ketika papan tersebut ditekan secara tegak iurus disebut kuat ientur. Bari gambar k w a 9 menunjukkan semakin besar nilai perbandingan pengunaan serabut kelapa maka makii besar pula nilai kuat lentur. Semakin banyak serabut yang ditambahkan kedalam papan partikel maka makm tinggi pula nilai kuat lentumya. Hal ini disebsbkan karena sifat dari serabut kelapa yang lentur dan berbentuk serat. Penambahan serabut kelapa berarti pula penarnbahan serat pada bahan baku karena bentuk serabut kelapa yang seperti semt, makajanglcauan i b t &tarn ptpan tersebut menjadi se&k panjang d m semakiln lcolcok ketika diberi beban yang tegak lurus terhadap arah serat tersebut. Nilai kuat lentur yang dihasilkan berkisar 16,3 kg/cm2- 65,8 kg/cm2, nilai ini tidak memenuhi kuat lentur yan diizinkan standar JIS A 5908 (1994) yang bemihi 82 kg/cm2dart stands SNI ymg bemifai 80 kgtcm .Nilai ysng kwmg baik ini kemungkinan besar disebabkan ofeh sikt dari jenis binder yang digm+m. Sifg c@i semen sebagai binder yang getas dan kaku tidak memeliki elastisitas yang baik, bila dibandingkan deigan p e d a t yang sudah b e d t x dipsarm q e d Uraa Fomaldehyde memiliki elastisitas yrtng baii karena UF merupak polimer dengan rantai yang panjang.
Q
1. Bet-u hasid penelitiau yang klah d W h papan padike1 terkik dimleh dengm perbandingan bahan baku antara sekam padi dan serabut kelapa yaitu (1:1), c b g m perbandingan 175 gr sekarn padi clan 175 gr serabut kelapa, dan komposisi semen-air 2,4 g/ml. Berdasarkan pengujian sifat fisik yaitu kadar air papan sebesar 11,441%, nilai pengembane tebal sebesar 4,752 % dan nilai kerapatan sebesar 1,757 g/cm3. Dan untuk sifat m&anik dari papan ini adalah kuat tarik 95,2 kg/cm2, kuat tekan sebesar 1064,s kgkm2 clan kuat -1 sebesar 65,8 k&xn2. 2. Berdasarkan hasil pengujian sifat fisik dm mekanik rnenunjukkan bahwa peaambahan h u t kelapa dalarn bahan baku pembuatan papan partikel sangat mempengaruhi sifkt fisik dm mekanik papan partikel yang dihasilkan, clan dapat memperbdci sifat mekanik yaitu kuat
.a
*: +..
*l
,'
k'; . . .<
laatrrr dari prod& pspan partikel h i 1 p l i t i a n sebelumuya y m g teEah dilakukan OM Dikdik Rahmawm dan Rarndhan Nul Hakim. 3. B a r d a s a r k r n s i f i r t f i i s c t r y 1 ~ d a r i g . 9 p e n y a n g & ~ p a S a p ~ ~ ~ m a k a p a p a n ypasdihas~~digunakanlmtulrinferiordan~~mejs,hrssilolntai~ patisi, 1 4 dan lain-lain plucrp.
1. Anaaim, standap. Nashmd Imkmaia (SM 03-2105-199.6) A&u Pajm PariiAel, Jakarta, Dewan SQr#larisasi Nasimal, 19% 2. Subiymb, Proses Pembuatan Panel Papan Padkef Serb& Icetap Sebaw' Bahan P c q m p Air dan C 1 1 i 3. Rmndhm, Dikdik, Pambuatan Papan Partikel Dmi Sekam Padi MenSemen Putih M m g d Bincter, Items, 2008
ha
