PEMBUATAN PAPAN SEMEN GYPSUM DARI KAYU Acacia mangium Willd HENDRIK

Transkripsi

1 PEMBUATAN PAPAN SEMEN GYPSUM DARI KAYU Acacia mangium Willd HENDRIK DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2005

2 RINGKASAN HENDRIK. Pembuatan Papan Semen Gypsum Dari Kayu Acacia mangium Willd. Di bawah bimbingan JAJANG SURYANA dan DEDE HERMAWAN. Papan semen partikel merupakan salah satu produk panil kayu yang berpotensi untuk dikembangkan. Papan semen partikel adalah papan tiruan yang terbuat dari campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, semen dan bahan tambahan serta diberi perlakuan kempa dingin. Papan semen ini memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan produk biokomposit lainnya, antara lain : tahan terhadap serangan jamur, serangga dan api, serta memiliki stabilitas dimensi yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas papan semen partikel dan mempelajari pengaruh substitusi semen dengan gypsum terhadap sifat fisis dan mekanisnya. Bahan yang digunakan adalah Acacia mangium Willd, semen Portland tipe I merk Tiga Roda dan Gypsum. Adonan pembuatan papan semen partikel terdiri dari semen, air dan partikel dengan perbandingan 2,5 : 1,25 :1,0. Taraf substitusi sebagian semen dalam penelitian adalah 10%-50%. Suhu hidrasi terjadi akibat reaksi eksotermik antara semen dan air. Nilainya merupakan salah satu indikator kesesuaian kayu sebagai bahan baku papan semen partikel. Suhu dan waktu hidrasi dipengaruhi oleh zat ekstraktif sehingga zat ekstraktif dapat menghambat pengerasan semen. Pengaruh substitusi gypsum terhadap sifat fisis dan sifat mekanis papan semen partikel dianalisa menggunakan RAL (Rancangan Acak Lengkap) dan dilanjutkan dengan uji Duncan. Hasil pengujian menunjukan bahwa suhu hidrasi semakin naik dengan meningkatnya taraf semen tersubstitusi. Tingkat semen tersubstitusi 40% dan 50% menghasilkan suhu hidrasi yang tergolong baik (suhu hidrasi > 40ºC), sedangkan untuk tingkat semen tersubstitusi 0% sampai 30% menghasilkan suhu hidrasi yang tergolong sedang (suhu > 36ºC) berdasarkan penggolongan oleh LPHH (Le mbaga Penelitian Hasil Hutan) Bogor. Nilai rata-rata kerapatan papan hasil penelitian yaitu 1,03 gr/cm 3 lebih kecil dari yang ditargetkan yaitu 1,2 gr/cm 3. Berdasarkan standar JIS A 5417 (1992) dan Bison (1975) kerapatan papan semen partikel yaitu 1,2 gr/cm 3, maka untuk semua sifat fisis dan sifat mekanis yang duji dalam penelitian ini tidak bisa dibandingkan dengan standar JIS A 5417 (1992) dan Bison (1975). Pengujian terhadap sifat fisis menunjukan bahwa persentase kadar air, pengembangan linear, pengembangan tebal, dan daya serap air semakin meningkat dengan bertambahnya semen tersubstitusi. Nilai kerapatan dan pengembangan linear tidak berpengaruh dengan perlakuan substitusi semen sampai dengan taraf 50%. Sifat mekanis papan semen partikel semakin menurun dengan meningkatnya taraf semen tersubstitusi sampai 50%. Berdasarkan uji lanjut Duncan dapat diketahui bahwa perlakuan optimum untuk menghasilkan perlakuan yang tidak berbeda nyata de ngan kontrol yaitu perlakuan dengan penambahan gypsum 10%.

3 PEMBUATAN PAPAN SEMEN GYPSUM DARI KAYU Acacia mangium Willd HENDRIK Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Kehutanan Pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITU T PERTANIAN BOGOR BOGOR 2005

4 LEMBAR PENGESAHAN Judul Nama NIM : Pembuatan Papan Semen Gypsum Dari Kayu Acacia mangium Willd. : Hendrik : E Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir. Jajang Suryana, M.Sc. NIP Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc. NIP Mengetahui, Dekan Fakultas Kehutanan Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, MS. NIP Tanggal Lulus :

5 PRAKATA Syukur alhamdulilah penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T, karena atas segala nikmat dan karunia -Nya, sehingga hanya dengan pertolongan-nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat dan salam se moga tetap tercurah kepada Rasulullah SAW, keluarga beliau, para sahabat, dan seluruh pengikutnya yang selalu teguh mengamalkan ajarannya. Penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang tak terhingga kepada : 1. Keluarga tercinta (bapak, ibu, kakak dan adik) yang telah memberikan kasih sayang, doa dan restu serta pengorbanan yang terbaik bagi putranya. 2. Ir. Jajang Suryana, M.Sc dan Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bantuan, arahan, nasihat dan bimbingan dalam penulisan skripsi ini. 3. Dr. Ir. Hendrayanto, M.Agr dan Ir. Arzyana Sunkar, M.Sc selaku dosen penguji dari Departemen Manajemen Hutan dan Departemen Konservasi Sumber Daya Hutan dan Ekowisata atas saran dan masukan yang telah diberikan demi kesempurnaan skripsi ini. 4. Seluruh laboran di Departemen Hasil Hutan dan Laboratorium Energi dan Elektrifikasi, De partemen Teknologi Pertanian atas bantuan dan masukannya. 5. Rekan-rekan Lab.Biokomposit, teman-teman THH 38, keluarga besar Fahutan IPB serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu per satu. 6. Semua pihak yang telah banyak membantu dan tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga Allah S.W.T memberikan balasan kebaikan yang setimpal. Akhirnya, penulis berharap semoga tulisan ini ber manfaat bagi yang memerlukannya. Bogor, Oktober 2005 Penulis

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor, Provinsi Jawa Barat pada tanggal 11 Juni Penulis merupakan anak ketiga dari lima bersaudara pasangan Muhammad Sapri (Ayah) dan Siti Umi Kulsum (Ibu). Jenjang pendidikan formal yang dilalui penulis adalah pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri Neglasari I, Bogor tahun , Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP Negeri I Dramaga, Bogor tahun dan Sekolah Menengah Umum di SMU PGRI 4 Bogor tahun Pada tahun 2001, penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Tahun 2003 penulis mengambil Sub-Program Studi Pengolahan Hasil Hutan dan pada tahun 2004 memilih Biokomposit sebagai bidang keahlian. Dalam bidang akademik, penulis telah mengikuti beberapa praktek lapang antara lain : Praktek Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) pada bulan Juli-Agustus 2004 di Perum Perhutani Unit I Jawa Tengah (KPH Banyumas Barat, BKPH Rawa Timur dan KPH Banyumas Timur, BKPH Gunung Slamet Barat) dan Perum Perhutani Unit II Jawa Timur, KPH Ngawi. Pada bulan Maret Mei 2005, penulis melakukan Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Bineatama Kayone Lestari, Tasikmalaya, Jawa Barat. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana kehutanan pada Fakultas Kehutanan IPB, penulis menyusun skripsi dengan judul Pembuatan Papan Semen Gypsum Dari Kayu Acacia mangium Willd. di bawah bimbingan Ir. Jajang Suryana, M.Sc. dan Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc.

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI... i DAFTAR TABEL... iii DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMPIRAN... vi PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan... 2 Manfaat... 2 Hipotesa... 2 TINJAUAN PUSTAKA Papan Semen Partikel... 3 Bahan Pengikat... 4 Pembuatan Papan Semen... 6 Suhu Hidrasi...8 Kayu Acacia mangium Willd... 9 BAHAN DAN METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian...10 Alat dan Bahan Metode Penelitian Standar Pengujian Papan Semen Partikel Rancangan Percobaan dan Analisis Data...21 HASIL DAN PEMBAHASAN Suhu Hidrasi Kerapatan Kadar Air Pengembangan Linear...28 Pengembangan Tebal Daya Serap Air...33

8 Keteguhan Patah atau Modulus of Rupture (MOR).36 Keteguhan Lentur atau Modulus of Elastic ity (MOE).38 lkatan Dalam atau Internal Bond (IB) Kuat Pegang Sekrup KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN...48

9 DAFTAR TABEL Halaman 1. Komposisi bahan kimia semen Portland Pengaruh nisbah air dan gips terhadap sifat-sifat gips dengan menggunakan waktu pencampuran (mixing time) Komposisi bahan untuk pengujian suhu hidrasi Komposisi bahan adonan dalam pembuatan papan semen partikel Analisis sidik raga m sifat sifat papan semen Suhu hidrasi semen pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis kerapatan panil pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan Uji lanjut Duncan terha dap nilai kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis pengembangan linear setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis pengembangan linear setelah perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis pengembangan tebal setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis pengembangan te bal setelah perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Uji lanjut Duncan terhadap nilai pengembangan tebal panil setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Uji lanjut Duncan terhadap nilai pengembangan tebal panil setelah perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis daya serap air perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis daya serap air perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Uji lanjut Duncan terhadap nilai daya serap air panil setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Uji lanjut Duncan terhadap nilai daya serap air panil setelah perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis keteguhan patah atau Modulus of Rupture (MOR) pada berbagai taraf perlakuan... 38

10 21. Uji lanjut Duncan keteguhan patah atau Modulus of Rupture (MOR) pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis keteguhan lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) pada berbagai taraf perlakuan Uji lanjut Duncan keteguhan lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis Internal Bond (IB) pada berbagai taraf perlakuan Uji lanjut Duncan terhadap nilai Internal Bond (IB) pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis kuat pegang sekrup pada berbagai taraf perlakuan Uji lanjut Duncan kuat pegang sekrup pada berbagai taraf perlakuan... 44

11 DAFTAR GAMBAR Halaman 3. Alat ukur suhu hidrasi Pembuatan lembaran lapik menggunakan cetakan Pengampaan lapik dan sistem klem Alur proses pembuatan papan semen Pola pemotongan contoh uji menurut JIS A 5908 (1994) Pemberian beban dalam rangka uji MOE dan MOR Sketsa alat uji Internal Bond Sketsa pemasangan sekrup pada uji kuat pegang sekrup Hubungan antara suhu hidrasi dengan waktu pengukuran Histogram kerapatan panil pada berbagai taraf perlakuan Histogram kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan Histogram pengembangan linear panil setelah perendaman 2 dan 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Histogram pengembangan tebal panil setelah perendaman 2 dan 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Histogram daya serap air setelah perendaman 2 dan 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Histogram keteguhan patah atau Modulus of Rupture (MOR) pada berbagai taraf perlakuan Histogram keteguhan lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) pada berbagai taraf perlakuan Histogram Internal Bond (IB) pada berbagai taraf perlakuan Histogram kuat pegang sekrup pada berbagai taraf perlakuan... 43

12 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Pengukuran suhu hidrasi Nilai rata-rata kerapatan panil pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata pengembangan linear setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata pengembangan linear setelah perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata pengembangan tebal setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata pengembangan tebal setelah perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata daya serap air setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata daya serap air setelah perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata keteguhan patah atau Modulus of Rupture (MOR) pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata keteguhan lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata Internal Bond (IB) pada berbagai taraf perlakuan Nilai rata-rata kuat pegang sekrup pada berbagai taraf perlakuan... 51

13 PENDAHULUAN Latar Belakang Kebutuhan terhadap kayu setiap ta hun semakin meningkat sejalan dengan pertambahan penduduk dan kemajuan teknologi. Di pihak lain produksi kayu secara keseluruhan tidak sanggup mengejar kebutuhan tersebut, karena kayu berkualitas baik semakin berkurang dan sulit didapat dan harganya semakin tinggi pula. Berdasarkan data Forest Watch Indonesia (FWI), konsumsi kayu Indonesia pada tahun 2000 mencapai ,31 m 3 sedangkan untuk kebutuhan ekspor pada tahun 2000 mencapai ,00 m 3. Oleh karena itu diperlukan upaya pemanfaatan kayu secara efisien untuk memenuhi permintaan kayu yang semakin bertambah, dengan memanfaatkan kemajuan dalam pengetahuan bidang biokomposit. Papan semen partikel merupakan salah satu produk panil kayu yang berpotensi untuk dikembangkan. Papan semen partikel ada lah papan tiruan yang terbuat dari campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, semen dan bahan tambahan serta diberi perlakuan kempa dingin. Papan semen ini memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan produk biokomposit lainnya, antara lain : tahan terhadap serangan jamur, serangga dan api, serta memiliki stabilitas dimensi yang tinggi. Selain beberapa kelebihan diatas, papan semen juga memiliki beberapa kekurangan dimana semen sebagai bahan pengikat merupakan bagian dominan dari keseluruha n bahan pembuatan papan semen partikel. Perbandingan antara partikel dan semen berdasarkan berat adalah sekitar 1,00 : 2,75 (Bison 1975). Kayu hanya menyusun kira -kira 27% produk berdasarkan berat dan kurang dari 10% biaya pembuatan papan semen partikel, sehingga biaya produksi papan semen partikel sebagian besar dipengaruhi oleh harga dari semen itu sendiri. Papan semen memiliki kerapatan tinggi yang menyebabkan papan semen partikel sulit dipotong dan dipasang sehingga menjadi penghambat dalam perkembanga nnya (Haygreen & Bowyer 1989). Kekurangan lainnya, yaitu perekat semen lambat dalam pengerasannya.

14 Dengan melihat kelebihan dan kekurangan papan semen partikel sebagai produk biokomposit di atas, maka perlu diadakan suatu terobosan teknologi untuk menghasilkan papan semen partikel dengan biaya pembuatan yang rendah, waktu pembuatan yang singkat, ringan tapi kuat, serta mudah untuk digergaji. Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan gyps um sebagai bahan substitusi. Gypsum mempunyai sifat cepat mengeras yaitu sekitar 10 menit, tahan terhadap deteriorasi oleh faktor biologis dan tahan terhadap api, mudah untuk dicat, dipaku, diampelas, digergaji, dilapisi kertas dinding atau vinir serta harganya murah. Dengan sifat-sifat gypsum seperti tersebut di atas diharapkan dapat dihasilkan papan semen partikel berkualitas baik. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas papan semen partikel kayu Acacia mangium Willd dan mempelajari pengaruh substitusi semen dengan gypsum terhadap sifat fisis dan mekanisnya. Manfaat Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat dan memberi inspirasi dalam pengembangan dan kemajuan teknologi pembuatan papan semen. Hipotesa Substitusi sebagian semen dengan gypsum pada persentase tertentu dapat memperbaiki sifat fisis mekanis dan mempercepat pengerasan papan semen partikel.

15 TINJAUAN PUSTAKA Papan Semen Partikel Papan semen partikel merupakan papan tiruan yang dibuat dari campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan semen sebagai perekat (Sutigno et al. 1977). Papan partikel berpengikat semen memiliki ketahanan yang istimewa terhadap perusakan, pembusukan, serangga dan api. Papan semen partikel tersebut sangat cocok digunakan untuk permukaan di dinding eksterior dan interior (Haygreen & Bowyer 1989). Selain kelebihan-kelebihan diatas, papan semen partikel juga memiliki beberapa kekurangan, diantaranya memiliki kerapatan yang paling tinggi (1,25 g/cm 3 ) dibandingkan dengan papan partikel kerapatan sedang (0,4-0,8 g/c m 3 ) maupun papan partikel berkerapatan tinggi (0,8-1,05 g/cm 3 ) (Bison 1975). Kerapatannya yang tinggi menyebabkan papan semen partikel sulit dipotong dan dipasang sehingga menjadi penghambat dalam perkembangannya (Haygreen & Bowyer 1989). Biaya produksi papan semen partikel sebagian besar dipengaruhi oleh harga semen itu sendiri. Hal ini disebabkan kayu hanya menyus un kira-kira 27% produk menurut berat dan kurang dari 10% biaya bahan yang menjadikan papan semen partikel (Haygreen & Bowyer 1989). Sifat-sifat papan semen partikel secara lengkap menurut paten (Bison 1975) adalah sebagai berikut: 1. Sifat fisis Kerapatan 1,25 kg/m 3 (pada perbandingan berat antara kayu dan semen 1:2,75). Kadar air sebesar 12-15% Pengembangan tebal setelah direndam dalam air adalah sebagai berikut: selama 2 jam (0,8-1,2%), selama 24 jam (1,2-2,0%), selama 28 hari (1,2-2,0%). Pengembangan linier adalah 0,3-0,4%. Ketahanan terhadap cuaca dan uap air, pada kisaran ((-20)-20 o C) tidak ada perubahan dalam kerapatan papan. Daya hantar panas sebesar 0,155 kkal/m 2 h o C.

16 Isolasi terhadap suara adalah 30 db untuk kayu lapis dengan ketebalan 12 mm, 36 db untuk satu lapis dengan ketebalan 14 mm dan (45-50 db) untuk dua lapis dinding yang terdiri dari ketebalan 16 mm dan 18 mm dengan celah udara 50 mm. 2. Sifat mekanis Untuk panil yang kerapatannya 1,250 kg/m 3 dan tebal 16 mm adalah: Keteguhan patah adalah kg/cm 2. Keteguhan tarik tegak lurus permukaan panil adalah 4-6 kg/cm 2. Keteguhan tekan sebesar 150 kg/cm 2. Modulus elastisitas (sifat kekakuan) sebesar kg/cm 2. Kuat pegang sekrup untuk panil dengan tebal mm adalah kg/cm 2. Kuat pegang paku pada arah tegak lurus permukaan untuk panil yang tebalnya mm adalah kg/cm 2. Sifat-sifat papan seme n partikel ditentukan oleh dua komponen dasar, yaitu kayu atau bahan berlignoselulosa se bagai bahan baku dan semen sebagai perekatnya. Papan semen partikel ini bisa dilapisi dengan bahan lain yang mempunyai kekuatan yang baik (Bison 1975). Bahan Pengikat 1. Semen Semen sebagai bahan pengikat partikel memiliki ketahanan yang istimewa terhadap perusakan dan pembusukan, serangga dan api, sehingga papan partikel yang menggunakan perekat semen cocok untuk permukaan dinding-dinding eks terior dan interior (Haygreen & Bowyer 1989). Semen portland adalah sejenis bahan ikat hidrolisis yang dihasilkan oleh pabrik. Semen portland diperoleh dari hasil pembakaran bahan-bahan dasar yang terdiri dari batu kapur (yang mengandung CaO), tanah geluh atau serpih (yang mengandung H2O dan SiO2) dan tambahan bahan lain sesuai dengan jenis semen yang diinginkan. Campuran dari bahan tersebut selanjutnya dibakar pada temperatur tinggi dalam tanur bakar hingga diperoleh butir butir klingkar, kemudian klingkar digiling halus secara mekanis sambil ditambahkan gypsum tak

17 terbakar dan hasilnya berbentuk tepung kering yang dikemas dalam kantong semen (Purwoko TB. 1980). Menurut Moslemi (1994), secara umum komposisi bahan kimia yang terdapat dalam semen portland adalah sebagai berikut: Tabel 1 Komposisi bahan kimia semen portland Nomor Komposisi bahan kimia Jumlah (%) 1 Kapur (CaO) Silikat (SiO 2 ) Alumina (Al 2 O 3 ) 3,0-7,0 4 Besi oksida (Fe 2 O 3 ) 0,7-3,0 5 Magnesia (MgO) 1,5-7,2 6 Sulfur trioksida (SO 3 ) 0,0-1,0 7 Soda (Na 2 O) 0,1-1,5 8 Potasium (K 2 O) 0,3-0,6 Sumber : Moslemi (1994) Semen portland sebagai perekat hidrolis dapat mengeras apabila bersenyawa dengan air dan akan membentuk benda padat yang tidak larut dalam air. Jumlah air yang digunakan untuk sejumlah semen menentukan kualitas adukan campuran yang dihasilkan (Purwoko TB. 1980). Semen Portland cenderung lebih tahan terhadap air dan sifat mengeras lebih cepat dibandingkan dengan jenis semen yang lain, sehingga umum dipakai dalam pembuatan papan semen partikel (Simatupang 1974). 2. Gypsum Gypsum merupakan suatu senyawa kimia yang mengandung dua molekul hablur dan dikenal dengan rumus kimia CaSO 4 2H 2 O. Dalam bentuk murni gypsum berupa kristal dan berwarna putih. Gypsum murni biasanya mengandung 100% CaSO 4 2H 2 O dengan komposisi 32,6% CaO, 40,5% SO 2 dan 20,9% H 3 2O. Pada umumnya deposit gypsum ini terdapat pada beberapa tempat sebagai lapisan atau endapan yang bercampur dengan batu kapur, batu pasir dan tanah liat. Di Indonesia gypsum yang sudah diketahui kebanyakan terdapat di pulau Jawa, Nusa Tenggara, Sulawesi dan Madura (Balai Penelitian dan Pengembangan Industri 1981 diacu dalam Febrianto 1986).

18 Wills (1962), diacu dalam Febrianto (1986) menyatakan gypsum merupakan perekat mineral yang mempunyai sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan dengan perekat organik yaitu murah, tahan api, tahan beberapa zat kimia, tahan terhadap deteriorasi oleh faktor biologis. Lebih lanjut dikatakan, gypsum mempunyai waktu pengerasan yang bervariasi tergantung pada kandungan air dan bahan kimia. Pada Tabel 2 dapat dilihat pengaruh dari rasio air dan gypsum terhadap sifat-sifat gypsum. Tabel 2 Pengaruh nisbah air dan gypsum terhadap sifat-sifat gips dengan menggunakan waktu pencampuran (mixing time) Rasio air dan gips Waktu pengerasan (menit) Pengembangan (%) Keteguhan padatan kering (psi) (cc/gr) 0,45 3,25 0, ,60 7,25 0, ,80 10,50 0, Sumber : Wills (1962) Pembuatan Papan Semen Tahap-tahap pembuatan papan semen partikel menurut paten (Bison 1975) adalah sebagai berikut : 1. Persiapan flake (flake preparation) Sebelum dibuat flake, kayu dibersihkan dari kulit dan disimpan selama beberapa bulan untuk menye suaikan kadar air sekaligus mengurangi zat-zat penghambat ikatan antara semen dengan partikel-partikel kayu. 2. Pembuatan partikel Kayu dipotong-potong menjadi berukuran 50 cm dengan chain saw, kemudian dimasukkan dalam flaker. Hasilnya berupa partikel berukuran panja ng mm dengan tebal 0,2-0,3 mm. Partikel yang ukurannya le bih besar dari (panjang mm dan tebal 0,2-0,3 mm) secara otomatis dipisahkan dan kemudian digiling kembali lalu disimpan dalam storage bin.

19 3. Pengendalian kadar air Pengukuran kadar air flake dilakukan di storage bin secara kontinyu. Variasi kadar air dikompensasi dengan cara penambahan air pada tahap pengolahan selanjutnya. 4. Perimbangan dan pembuatan adonan (proportioning and mixing) Bahan-bahan dalam pembuatan papan semen partikel seperti semen, kayu, air dan zat kimia tambahan dicampur dalam satu tangki pencampuran (mixing station). Semua bahan yang digunakan dalam pembuatan adonan ditimbang secara seksama. 5. Pembuatan lembaran (mats forming) Kualitas lapik dipengaruhi oleh toleransi ukuran tebal akhir panil, sehingga diperlukan toleransi penyebaran adonan secara merata diatas plat cetakan. Penyebaran adonan yang homogen dalam cetakan sangat berpengaruh terhadap kerapatan lapik. 6. Pengempaan (pressing ) Tekanan yang dibutuhkan pada proses pengempaan sampai dengan 25 kg/cm 2. Tingkat tekanan tergantung pada ukuran dan ketebalan papan serta jumlah papan. Proses ini membutuhkan waktu yang cukup lama. 7. Pengerasan awal, pematangan dan pengkondisian (hardening, maturing, dan conditioning) Pada pengerasan awal panil diberi tekanan dan panas yang dikontrol. Pemberian panas dilakukan selama 6-8 jam. Pematangan ikatan semen dengan partikel kayu memerlukan waktu minimal 18 hari. Setelah itu panil mencapai kekuatan yang optimal. Lembaran-lembaran panil ditumpuk digudang atau diletakkan berdiri tegak dan diberi celah supaya sirkulasi udara baik, sehingga kadar air panil dengan lingkungan sesuai. 8. Penyelesaian (finishing) Penyelesaian dilakukan dengan cara pengamplasan panil pada satu sisi atau dua sisi sesuai permintaan konsumen. Pengamplasan pada satu atau dua sisi harus memperhatikan tingkat ketebalan. Pada umumnya untuk meratakan tepi papan menggunakan mesin pemotongan manual yang digunakan pada industri papan partikel.

20 Menurut Bison (1975) terdapat dua alternatif ukuran panil yaitu x mm dan x mm. Ukuran ketebalan berkisar 8-40 mm dan kerapatan maksimum 1,250 kg/cm 3 untuk perbandingan partikel : semen adalah 1 : 2,75. Hermawan (2001) menyatakan untuk memperbaiki kesesuaian kayu sebagai bahan baku papan semen dapat dilakukan melalui penyimpanan dan penggunaan mineral. Metode lainnya yaitu dengan perendaman dalam air panas dan penggunaan CaCl 2 dapat mempersingkat waktu setting adonan kayu semen (Moeslemi et al. 1983). Hasil penelitian Hermawan (2001) menunjukan bahwa pemberian gas CO2 dan supercritical CO 2 setelah pengempaan kedalam papan semen partikel mampu mempercepat proses pengerasan semen dan meningkatkan kualitas panil. Suhu Hidrasi Suhu hidrasi terjadi akibat reaksi eksotermik antara semen dan air. Nilainya merupakan salah satu indikator kesesuaian kayu sebagai bahan baku papan semen partikel. Suhu dan waktu hidrasi dipengaruhi oleh zat ekstraktif sehingga zat ekstraktif dapat menghambat pengerasan semen. Sandermann dan Kohler (1964), diacu dalam Ernawati (1996) menyatakan bahwa perbedaan waktu hidrasi campuran semen dan kayu dengan waktu hidrasi semen menunjukan tingkat penghambat. Apabila nilai indeks penghambat untuk adonan semen saja nol, maka dengan semakin kecil atau negatif nilai indeks penghambat suatu bahan yang dicampur semen semakin baik dan sebaliknya semakin besar nilai indeks penghambat maka semakin rendah nilai kesesuaian bahan baku tersebut. Menurut Sandermann (1956), diacu dalam Kamil (1970) suhu hidrasi lebih dari 60 o C adalah baik, o C sedang dan kurang dari 55 o C tidak baik. Akan tetapi menurut standar Puslitbang Hasil Hutan suhu hidrasi yang lebih dari 41 o C termasuk baik, o C sedang dan kurang dari 36 o C tidak baik (Kamil 1970). Pengukuran suhu hidrasi mengacu pada metode Hermawan (2001) dilakukan dengan menggunakan kotak styrene foam kedap udara dimana kedalamnya dimasukkan suatu wadah berisikan partikel, semen dan air dengan perbandingan 1 : 13,3 : 6,65. Termokopel dimasukkan lewat tutup kemudian

21 ditutup rapat agar panas tidak ada yang keluar dan dihubungkan dengan recorder, kenaikan suhu dicatat setiap jam terus menerus selama 24 jam dalam periode tertentu suhu maksimum akan tercapai dan setelah suhu turun, suhu maksimum itulah yang dipakai sebagai ukuran suatu bahan bisa dipakai. Kayu Acacia mangium Willd Kayu Akasia (Acacia mangium Willd) termasuk dalam famili Leguminoceae, sub famili Mimosoidae dan ordo Rosales. Acacia mangium Willd merupakan tumbuhan asli dari Australia Utara, Papua New Guinea dan Indonesia (Maluku dan Irian Jaya). Tumbuh pada daerah dengan curah hujan tahunan bervariasi antara 1000 mm/th sampai lebih dari 4500 mm/th dan mempunyai suhu rata-rata pada bulan dingin o C (Dursalam 1987, diacu dalam Susilowati 1998). Acacia mangium Willd memiliki serat pendek dan kayunya bersifat kompak. Panjang serat kayu ini berkisar antara 0,880-0,974 mm dengan tebal dinding berkisar antara 4,367-4,617 mikrometer. Acacia mangium Willd menghasilkan kayu padat berwarna coklat muda sampai coklat tua pada teras dan berwarna krem sampai kuning pada tebal gubal kecil. Di Jerman berhasil dicoba sebagai bahan baku papan partikel(priasukmana & Silitonga 1972). Tidak semua jenis kayu dapat digunakan sebagai bahan baku dalam produksi papan semen partikel karena mengandung zat ekstraktif yang dapat mengganggu pengerasan semen. Syarat bahan baku kayu untuk papan semen partikel adalah memilki kandungan gula maksimum 1%, tannin maksimum 2%, senya wa minyak atau lemak maksimum 3%, serat lurus dan plastis (Kliwon 1990). Uzair WK, Harun dan T. Nursyamsu. (1991) menambahkan bahwa kayu Acacia mangium Willd berumur 5 tahun mengandung zat ekstraktif sebesar 3,0%, kelarutan zat-zat ekstraktif kayu Acacia mangium Willd berumur 7 tahun dalam air dingin sebesar 3,35%, dalam air panas sebesar 4,67% dan dalam larutan NaOH 1% sebesar 14,49%.

22 BAHAN DAN METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni-Agustus 2005 di Laboratorium Biokomposit (Fakultas Kehutanan) dan Laboratorium Energi Elektrifikasi (Fakultas Teknologi Pertanian) Institut Pertanian Bogor. Alat dan Bahan Penelitian Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah disk refiner, flaker, recorder, termokopel, saringan 10 mesh, sarung tangan, ember plastik, oven, desikator, timbangan, kaliper, alat tumbuk, mesin kempa, sprayer, saringan 80 dan 100 mesh, UTM (Universal Testing Machine), mikrometer, plat besi dan mur, plat seng, gelas ukur, pengaduk, plastik transparan, lakban, gelas ukur, cetakan (30 x 30) cm dan alat tulis. Sedangkan bahan-bahan yang digunakan adalah partikel Acacia mangium Willd, semen Portland tipe I merk Tiga Roda dan gypsum. Metode Penelitian 1. Penyiapan Partikel Partikel yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari jenis kayu Acacia mangium Willd. Kayu diproses menjadi wafer berukuran (2 x 3) cm menggunakan mesin Flaker. Wafer kemudian digiling menjadi partikel dengan mesin disk refiner, hasilnya kemudian disaring dan yang dipakai adalah partikel yang tertahan pada saringan 10 mesh. Partikel sebelum dipakai terlebih dahulu direndam dalam air dingin selama 48 jam dan setiap 24 jam air diganti. Hal ini bertujuan untuk menghilangkan zat ekstraktif yang ada pada kayu. Partikel yang telah direndam kemudian dikering udarakan sampai kadar air yang dikandung 30 35% dan setelah mencapai kadar air tersebut, partikel telah siap digunakan sebagai bahan baku papan semen partikel. Untuk pengukuran suhu hidrasi partikel digiling menggunakan willey mill lalu disaring dengan menggunakan saringan elektrik (saringa n berukuran 80 mesh

23 dan 100 mesh). Serbuk kayu yang dipakai adalah yang lolos disaringan 80 mesh dan tertahan pada saringan 100 mesh. 2. Pengukuran Suhu Hidrasi Bahan yang dipakai adalah serbuk kayu, semen, gypsum dan air. Adonan dibuat menjadi tujuh macam yaitu : 1. Semen + air 2. Semen + air + serbuk kayu 3. Semen + air + gypsum tingkat substitusi 10% + serbuk kayu 4. Semen + air + gypsum tingkat substitusi 20% + serbuk kayu 5. Semen + air + gypsum tingkat substitusi 30% + serbuk kayu 6. Semen + air + gypsum tingkat substitusi 40% + serbuk kayu 7. Semen + air + gypsum tingkat substitusi 50% + serbuk kayu Perbandingan antara campuran (semen + gypsum) dengan serbuk kayu adalah 13,3 : 1,0 sedangkan perbandingan antara campuran (semen + gypsum) dengan air adalah 2 : 1 (Hermawan, 2001). Adonan pertama semen dan air diaduk sampai homogen, adonan kedua (semen + serbuk kayu + air) diaduk sampai homogen, adonan ketiga sampai ketujuh diaduk sampai homogen juga. Masingmasing adonan dimasukkan kedalam gelas plastik kemudian dimasukkan kedalam styrene foam yang kedap udara (lihat Gambar 1). Setiap adonan dihubungkan dengan recorder menggunakan termokopel. Suhu hidrasi tercatat secara otomatis selama 24 jam dengan interval waktu setiap 1 menit. Tabel 3 Komposisi bahan untuk pengujian suhu hidrasi Taraf Semen Bahan Substitusi Semen Serbuk Kayu Air Tersubstitusi (%) (gr) (gr) (gr) (ml) , ,3 119, , ,6 106, , ,9 93, , ,2 79, , ,5 66, ,5

24 Termokopel yang dihubungkan dengan recorder c b a d Gambar 1 Alat ukur suhu hidrasi Keterangan: a. Adonan b. Wadah plastik c. Styrene Foam d. Ruang Styrene Foam terisolasi 3. Pembuatan Papan Semen Papan semen partikel dibuat dengan perbandingan partikel kayu, semen dan air ada lah 1,0 : 2,5 ; 1,25. Kerapatan sasaran papan semen sebesar 1,2 gr/cm 3, bahan yang digunakan untuk substitusi semen adalah gypsum. Total berat adonan yang digunakan untuk membuat satu lembar panil ukuran (30 x 30 x 1,2) cm dengan kerapatan 1,2 gr/cm 3 adalah 1296 gr. Adonan dibuat dengan tahapan sebagai berikut : Air disemprotkan secara merata kedalam partikel kayu, kemudian ditambahkan campuran (semen + gypsum) dan diaduk sampai homogen. Komposisi bahan dalam pembuatan papan semen partikel dapat dilihat pa da tabel 4.

25 Tabel 4 Komposisi bahan adonan dalam pembuatan papan semen partikel Taraf Semen Bahan Semen (gr) Partikel Kayu Air (gr) Tersubstitusi (%) Substitusi (gr) (gr) ,10 354,69 259, ,21 613,89 354,69 259, ,42 545,68 354,69 259, ,63 477,47 354,69 259, ,84 409,26 354,69 259, ,05 341,05 354,69 259,20 Pembuatan lembaran lapik dilakukan diatas plastik dan plat seng dengan cetakan berukuran (30 x 30) cm (dapat dilihat pada Gambar 2). Lapik yang ada pada plat besi dikempa dengan tekanan spesifik 35 kg/cm 2 sampai ketebalan 1,2 cm, sementara itu baut dikencangkan (lihat Gambar 3) dan setelah dikempa serta diklem lapik dimasukkan kedalam oven dengan suhu ± 60 o C selama 24 jam (setting process). a d b c Gambar 2 Pembuatan lembaran lapik menggunakan cetakan Keterangan: a. Adonan b. Cetakan berukuran (30 x 30) cm c. Plastik transparan d. Seng

26 b a f c g e d Tekanan Gambar 3 Pengempaan lapik dan sistem klem Keterangan gambar: a. Plat besi bagian atas b. Lubang sekrup c. Ganjal (setebal 1,2 cm) d. Plat seng e. Plastik f. Plat besi bagian bawah g. Lapik Setelah lapik diklem dan dioven selama 24 jam kemudian lapik dikeluarkan dari plat besi dan panil diletakkan diruangan untuk pengerasan lanjutan (curing) pada suhu ruangan selama tiga minggu. Setelah itu panil dikeringkan didalam oven pada suhu ± 80 o C selama 10 jam. Tahap akhir dalam proses pembuatan papan semen partikel yaitu pengkondisian pada suhu ruangan selama satu minggu, tujuannya adalah untuk menyamakan suhu panil dengan suhu ruangan. Proses pembuatan papan semen partikel dapat dilihat pada Gambar 4.

27 Semen : Partikel : Air 2,5 : 1,0 : 1,25 Kempa Dingin Tekanan 35 kg/cm 2 Pengerasan Awal (Setting ± 60 o C, 24 Jam) Pengerasan Lanjutan (Curing 3 Minggu, Suhu Kamar) Pengeringan (Suhu ± 80 o C, 10 Jam) Pengkondisian 1 Minggu Gamabar 4. Alur proses pembuatan papan semen Panil-panil yang telah dibuat dan telah selesai dalam semua proses pembuatan papan semen partikel dipotong-potong untuk dilakukan pengujian, guna mengetahui sifat fisis dan mekanis papan yang dibuat. Bentuk dan ukuran contoh uji mengacu pada standar JIS A 5908 (1994) dapat dilihat pada Gambar 5.

28 Gambar 5 Pola pemotongan contoh uji menurut JIS A 5908 (1994) Keterangan gambar : 1. Contoh uji kerapatan dan kadar air, berukuran (10 x 10) cm. 2. Contoh uji pengembangan linear, tebal dan daya serap air, berukuran (5 x 5) cm. 3. Contoh uji modulus patah dan modulus elastisitas, berukuran (5 x 20) cm. 4. Contoh uji keteguhan rekat internal bond, berukuran (5 x 5) cm. 5. Contoh uji kuat pegang sekrup, berukuran (4 x 7,5) cm. 4. Pengujian a. Sifat Fisis Papan Semen Partikel a.1. Kerapatan Contoh uji berukuran (10 x 10) cm dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya, lalu diukur rata rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volumenya. Jumlah contoh uji kerapatan tiap papan adalah 2 buah. Kerapatan papan semen dihitung menggunakan rumus: Berat( gr) Kerapa tan = 2 Volume( cm )

29 a.2. Kadar Air Contoh uji berukuran (10 x 10) cm. Contoh uji ditimbang kemudian dioven dengan suhu 103 ± 2 o C selama 24 jam sampai beratnya konstan. Nilai kadar air papan dapat dihitung dengan rumus: Keterangan: BA : Berat Awal (gr) Kadar air BKO : Berat Kering Oven (gr) = BA BKO x100% BKO a.3. Pengembangan Linier dan Tebal Contoh uji berukuran (5 x 5) cm diukur dimensinya pada kondisi kering udara. Dimensi lebar diukur pada kedua sisinya kemudian dirata-ratakan, sedangkan tebal diukur pada pusat contoh uji, selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam, kemudian diukur kembali dimensinya. Nilai pengembangan tebal dan linier papan dapat dihitung dengan rumus: Pengembangan = Keterangan: D0 D 1 : Dimensi awal (cm) : Dimensi akhir (cm) D D D 1 0 x 0 100% a.4. Daya Serap Air Pengujian daya serap air dilakukan bersamaan dengan pengujian pengembangan linier dan tebal. Contoh uji ditimbang kemudian direndam dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam, kemudian contoh ujji ditimbang kembali. Nilai daya serap air dapat dihitung dengan menggunakan rumus: B Daya Serap Air = B 2 1 x B 1 100%

30 Keterangan: B1 B 2 : Berat awal (gr) : Berat akhir (gr) b. Sifat Mekanis Papan Semen Partikel b.1. Keteguhan Patah atau Modulus of Rupture (MOR) Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM). Contoh uji berukuran (5 x 20) cm pada kondisi kering udara dibentangkan dengan jarak sangga 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm (seperti tertera pada Gambar 6) dan kemudian pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak sangga. Nilai MOR dihitung dengan menggunakan rumus: Keterangan: 3PL MOR = 2bh 2 MOR : Modulus patah (kg/cm 2 ) P L b h : Beban sampai patah (kg) : Panjang bentang (cm) : Lebar contoh uji (cm) : Tebal contoh uji (cm) P L/2 L/2 L Gambar 6 Pemberian beban dalam rangka uji MOE dan MOR

31 b.2. Keteguhan Lentur atau Modulus of Elastisity (MOE) Pengujian MOE dilakukan bersamaan dengan pengujian MOR (lihat Gambar 6), pada saat pengujian besarnya defleksi dicatat pada setiap selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan menggunakan rumus berikut: MOE = 3 PL 4 ybh 3 Keterangan: MOE : Modulus lentur (kg/cm 2 ) P : Perubahan beban yang digunakan (kg) L : Jarak sangga (cm) b : Lebar contoh uji (cm) h : Tebal contoh uji (cm) y : Perubahan defleksi pada setiap perubahan beban (cm) b.3. Ikatan Dalam atau Internal Bond (IB) Contoh uji (5 x 5) cm direkatkan pada dua buah blok besi dengan perekat epoxy dan dibiarkan mengering selama 24 jam (Gambar 7). Kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum (contoh uji rusak). Nilai Keteguhan Rekat Internal dapat dihitung dengan menggunakan rumus: Keterangan: P IB = A IB : Keteguhan rekat internal (kg/cm 2 ) P : Beban maksimum saat ikatan partikel lepas (kg) A : Luas permukaan contoh uji (cm 2 )

32 P a b a P Gambar 7 Sketsa alat uji internal bond Keterangan: a : Blok besi / kayu b : Contoh uji b.4. Kuat Pegang Sekrup Contoh uji yang digunakan adalah (4 x 7,5) cm, sekrup berdiameter 3,1 mm dan panjang 13 mm dimasukkan di pusat contoh uji hingga kedalaman 8 mm (lihat Gambar 8). Nilai kuat pegang sekrup merupakan beban maksimum saat sekrup tercabut dari contoh uji dalam kg. Sekrup 4 cm 7,5 cm Gambar 8 Sketsa pemasangan sekrup pada uji kuat pegang sekrup

33 Standar Pengujian Papan Semen Partikel Standar untuk pembuatan contoh uji adalah Japanese Industrial Standard particle Board No. A dan standar pengujian sifat fisis dan mekanis adalah Japanese Industrial Standard Cement Bonded Particle Board No. A Selain JIS A digunakan standar menurut paten Bison (1975). Suhu hidrasi dibandingkan dengan penggolongan menurut Sandermann (1956) dan LPHH Bogor, diacu dalam Kamil (1970). Rancangan Percobaan dan Analisis Data Analisis data menggunakan rancangan percobaan acak lengkap dengan 3 ulangan. Banyaknya perlakuan adalah 6 perlakuan berdasarkan banyaknya substitusi gypsum terhadap semen dalam pembuatan papan semen partikel Acacia mangium Willd. Adapun model umum dari rancangan tersebut adalah sebagai berikut: Yij = µ + Ai + Cij Keterangan: Yij = Hasil pengamata n pengaruh perlakuan ke-i dan ulangan ke-j µ = Nilai rata-rata umum Ai = Pengaruh perlakuan ke-i Cij = Pengaruh galat percobaan akibat perlakuan ke -i dan ulangan ke-j Komposisi masing-masing perlakuan adalah sebagai berikut: A 0 : Gypsum 0% + Semen 100% A1 : Gypsum 10% + Semen 90% A2 : Gypsum 20% + Semen 80% A 3 : Gypsum 30% + Semen 70% A 4 : Gypsum 40% + Semen 60% A5 : Gypsum 50% + Semen 50%

34 Pengaruh persentase Gypsum dapat diketahui dengan melakukan analisis keragaman ANOVA. Tabel ANOVA terlihat pada Tabel 5. Jika Fhitung > Ftabel pada selang kepercayaan 95% atau 99% berarti bahwa faktor tersebut berpengaruh nyata atau sangat nyata terhadap sifat papan semen partikel yang diuji. Tabel 5 Analisis sidik ragam sifat-sifat papan semen Sumber Keragaman db JK KT F hitung Perlakuan a-1 JKP JKP/db Sisa a(n-1) JKS JKS/db KTP/KTS Total a.n-1 JKT JKT/db Keterangan: db = derajat bebas JK = Jumlah kuadrat KT = Kuadrat tengah a = Jumlah perlakuan n = Jumlah ulangan Uji lanjut Duncan akan dilakukan apabila perlakuan tersebut berpengaruh nyata atau sangat nyata untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan.

35 HASIL DAN PEMBAHASAN Suhu Hidrasi Pengujian suhu hidrasi dilakukan untuk melihat variasi suhu hidrasi dan waktu hidrasi kayu Acacia mangium Willd jika dicampur dengan semen gypsum pada berbagai taraf perlakukan. Hubungan antara suhu hidrasi dengan waktu pengukuran dapat dilihat pada Gambar 9, sedangkan data hasil pengukurannya dapat dilihat pada Lampiran Suhu Hidrasi ( 0 C) Waktu (Jam) Gambar 9 Hubungan antara suhu hidrasi dengan waktu pengukuran Semen + air Semen + air + serbuk kayu Semen + air + gypsum tingkat substitusi 10% + serbuk kayu Semen + air + gypsum tingkat substitusi 20% + serbuk kayu Semen + air + gypsum tingkat substitusi 30% + serbuk kayu Semen + air + gypsum tingkat substitusi 40% + serbuk kayu Semen + air + gypsum tingkat substitusi 50% + serbuk kayu Data pada diagram diatas menunjukan bahwa suhu hidrasi semen semakin naik dengan bertambahnya gypsum dan pencapaian suhu maksimum terjadi pada menit, waktu ini tergolong singkat dibandingkan dengan waktu hidrasi semen. Menurut Wills, diacu dalam Febriyanto (1986) gypsum mempunyai waktu pengerasan yang bervariasi tergantung pada kandungan air dan bahan kimia.

36 Gypsum mempunyai sifat cepat mengeras yaitu sekitar 10 menit, tetapi dengan campuran semen waktu pencapaian suhu maksimum menjadi menit. Berbeda dengan campuran semen gypsum, campuran semen dengan air memiliki suhu maksimum 41 o C dan dicapai dalam waktu 8 jam, sedangkan campuran semen, air dan serbuk memiliki suhu maksimum 36 o C dicapai dalam waktu 10 jam. Suhu hidrasi tertinggi yaitu 47 o C didapat pada campuran adonan dengan penambahan gypsum 50%, sedangkan terendah yaitu 36 o C didapat pada campuran adonan dengan penambahan gypsum 0%, 10% dan 20%, suhu hidrasi ini tergolong sedang dan baik. Hal ini sesuai dengan pengelompokan suhu hidrasi semen oleh LPHH Bogor, diacu dalam Kamil (1970) bahwa suhu hidrasi tergolong tidak baik apabila suhu hidrasi kurang dari 36 o C, o C sedang dan lebih besar dari 41 o C baik. Apabila didasarkan pada Sandermann (1956), diacu dalam Kamil (1970) suhu hidrasi kurang dari 55 o C tidak baik, o C sedang dan lebih besar dari 60 o C baik. Waktu pengerasan dan suhu hidrasi ini dipengaruhi oleh kandungan air, bahan kimia maupun zat ekstraktif yang terdapat pada kayu. Gypsum dapat mempercepat pengerasan sedangkan zat ekstraktif dapat menghambat pengerasan semen. Secara umum waktu pencapaian suhu hidrasi adonan yang menggunakan gypsum lebih cepat dibandingkan dengan kontrol yang tidak menggunakan gypsum, seperti terlihat pada Tabel 6. Tabel 6 Suhu hidrasi semen pada berbagai taraf perlakuan Taraf Perlakuan Suhu Hidrasi Maksimum ( o C) Waktu Maksimum (Menit) Semen + air Menit Semen + air + serbuk kayu Menit Semen + air + gypsum 10% + serbuk kayu Menit Semen + air + gypsum 20% + serbuk kayu Menit Semen + air + gypsum 30% + serbuk kayu Menit Semen + air + gypsum 40% + serbuk kayu Menit Semen + air + gypsum 50% + serbuk kayu Menit

37 Kerapatan Rata-rata kerapatan papan semen partikel yang dihasilkan dari penelitian berkisar antara 1,01-1,08 gr/cm 3. Nilai rata-rata kerapatan papan semen partikel hasil penelitian menurun dengan meningkatnya semen tersubstitusi. Histogram kerapatan panil pada berbagai taraf perlakuan dapat dilihat pada Gambar 10, sedangkan nilai rata-rata kerapatan papan semen partikel pada berbagai taraf perlakuan dapat dilihat pada Lampiran 2. Kerapatan papan semen partikel yang terbentuk tidak memenuhi target yang telah ditentukan yaitu 1,2 gr/cm 3. Hal ini disebabkan oleh volume papan yang menjadi besar, dari 30 x 30 x 1,2 cm menjadi 31 x 31 x 1,2 cm dan tebal yang bervariasi dari 1,1-1,3 cm sehingga kerapatannya menjadi lebih kecil. Faktor penyebabnya adalah kondisi plat besi yang tidak tahan terhadap tekanan dan pemuaian panas, sehingga mengembang atau cembung dan adanya adonan yang terbuang saat proses pembuatan. Selain itu kondisi basah ketika panil dikeluarkan dari kempa dengan pemasangan klem yang tidak kuat menyebabkan panil mengalami pengembangan dimensi, pengembangan ini terjadi karena adanya kadar air di dalam panil. 1,1 1,08 1,06 1,03 1,02 1,02 1,01 Kerapatan (gr/cm 3 ) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0, Penambahan Gypsum (%) Gambar 10 Histogram kerapatan panil pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis keragaman menunju kan bahwa substitusi semen oleh gypsum tidak berpengaruh nyata terhadap nilai kerapatan papan semen partikel hasil penelitian pada selang kepercayaan 95%, seperti terlihat pada Tabel 7, dimana nilai F-hitung lebih kecil dari nilai F-tabel pada taraf nyata 5%.

38 Tabel 7 Hasil analisis kerapatan panil pada berbagai taraf perlakuan Sumber Keragaman Derajat Bebas (Db) Jumlah Kuadrat (Jk) Perlakuan 5 0,010 Error 12 0,018 Total 17 0,028 Keterangan : tn = Tidak berbeda nyata Kuadrat Tengah (Kt) 0,002 0,002 F-hitung F-tabel 0,05 0,01 1,310 tn 3,11 5,06 Berdasarkan JIS A 5417 (1992) papan semen partikel hasil penelitian termasuk panil berkerapatan tinggi, hal ini karena kerapatan yang dihasilkan lebih besar dari 0,8 gr/cm 3. Berdasarkan standar JIS A 5417 (1992) dan Bison (1975) kerapatan papan semen partikel yaitu 1,2 gr/cm 3, sedangkan nilai rata-rata kerapatan papan hasil penelitian yaitu 1,03 gr/cm 3 lebih kecil dari yang ditargetkan yaitu 1,2 gr/cm 3 maka untuk semua sifat fisis yang duji dalam penelitian ini tidak bisa dibandingkan dengan standar JIS A 5417 (1992) dan Bison (1975). Kadar Air Kadar air merupakan salah satu sifat fisis papan semen partikel yang menunjukan kandungan air papan semen partikel dalam keadaan kesetimbangan dengan lingkunga n sekitarnya. Berdasarkan hasil pengujian, kadar air papan semen partikel berkisar antara 5,83-11,16%. Nilai tertinggi 11,16% didapat pada panil yang memiliki kadar semen tersubstitusi 50%, sedangkan nilai terendah 5,83% didapat pada panil yang memiliki ka dar semen tersubstitusi 0% atau papan kontrol. Nilai rata -rata kadar air papan semen partikel hasil penelitian semakin meningkat dengan bertambahnya semen tersubstitusi. Hal ini disebabkan sifat gypsum sebagai absorben air, sehingga air yang diikat semakin banyak dengan bertambahnya kadar semen tersubstitusi. Histogram kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan dapat dilihat pada Gambar 11, sedangkan nilai rata -rata kadar air papan semen partikel pada berbagai taraf perlakuan dapat dilihat pada Lampiran 3.

39 11, ,86 10,01 10,03 Kadar Air (%) ,83 6, Penambahan Gypsum (%) Gambar 11 Histogram kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis sidik ragam menunjukan bahwa substitusi semen oleh gypsum berpengaruh sangat nyata terhadap nilai kadar air papan semen partikel hasil penelitian pada selang kepercayaan 99%, seperti terlihat pada Tabel 8 dimana nilai F-hitung lebih besar dari nilai F-tabel pada taraf nyata 1%. Kadar air papan semen partikel berubah dengan meningkatnya semen tersubstitusi sampai taraf 50%. Tabel 8 Hasil analisis kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan Sumber Derajat Jumlah Kuadrat F-hitung F-tabel Keragaman Bebas Kuadrat Tengah 0,05 0,01 (Db) (Jk) (Kt) Perlakuan 5 66,180 13,236 16,501 ** 3,11 5,06 Error 12 9,625 0,802 Total 17 75,806 Keterangan : ** = Berbeda sangat nyata pada selang kepecayaan 99% Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95% seperti yang terlihat pada Tabel 9, menunjukan bahwa nilai kadar air pada semen tersubstitusi 0% dan 10% tidak berbeda nyata, demikian juga dengan 20%, 30%, 40%, dan 50% tidak berbeda nyata tetapi terhadap 0% dan 10 % berbeda nyata. Berdasarkan uji lanjut Duncan dapat diketahui bahwa perlakuan optimum untuk menghasilkan kadar air

40 yang tidak berbeda nyata dengan kontrol yaitu perlakuan dengan penambahan gypsum 10%. Tabel 9 Uji lanjut Duncan terhadap nilai kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan Perlakuan Rata-rata Uji Duncan 0% 5,8285 A 10% 6,8683 A 20% 9,8610 B 30% 10,0080 B 40% 10,0317 B 50% 11,1555 B Keterangan : Huruf yang berbeda menandakan berpengaruh nyata pada taraf uji F 0,05. Pengembangan Linear Berdasarkan hasil pengujian pengembangan linear papan semen partikel setelah perendaman dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam masing-masing berkisar antara 0,28-0,51% dan 0,57-0,77%. Hasil penelitian pengembangan linear setelah perendaman 2 jam dan 24 jam semakin meningkat dengan bertambahnya semen tersubstitusi. Hal ini karena air yang masuk kedalam panil semakin meningkat dengan bertambahnya semen tersubstitusi sehingga mempengaruhi terhadap dimensi papan semen partikel. Histogram pengembangan linear panil pada berbagai taraf perlakuan dapat dilihat pada Gambar 12, sedangkan nilai rata-rata pengembangan linear papan semen partikel setelah perendaman 2 dan 24 jam pada berbagai taraf perlakuan dapat dilihat pada Lampiran 4 dan Lampiran 5.

41 Pengembangan Linear (%) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,28 0,57 0,35 0,73 0,40 0,73 0,44 0,76 0,5 1 0,77 0, Penambahan Gypsum (%) 0,77 2 Jam 24 Jam Gambar 12 Histogram pengembangan linear panil setelah perendaman 2 dan 24 jam pada berbagai taraf perlakuan Hasil analisis sidik ragam dan hasilnya tertera pada Tabel 10 dan Tabel 11, menunjukan bahwa taraf semen tersubstitusi tidak berpengaruh nyata terhadap nilai pengembangan linear setelah perendaman dalam air dingin selama 2 dan 24 jam pada selang kepercayaan 95%, dimana nilai F-hitung lebih kecil dari nilai F-tabel pada taraf nyata 5%. Pengembangan linear papan semen partikel tidak berubah dengan meningkatnya semen tersubstitusi sampai taraf 50%. Tabel 10 Hasil analisis pengembangan linear setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan Sumber Derajat Jumlah Kuadrat F-hitung F-tabel Keragaman Perlakuan Error Total Bebas (Db) Kuadrat (Jk) 0,120 0,244 0,364 Keterangan : tn = Tidak berbeda nyata Tengah (Kt) 0,024 0,020 0,05 0,01 1,185 tn 3,11 5,06