KARAKTERISTIK PAPAN SEMEN DARI LIMBAH KARDUS DENGAN PENAMBAHAN KATALIS ALUMUNIUM SULFAT SKRIPSI

Transkripsi

1 KARAKTERISTIK PAPAN SEMEN DARI LIMBAH KARDUS DENGAN PENAMBAHAN KATALIS ALUMUNIUM SULFAT SKRIPSI Oleh: Dedi Saputra / Teknologi Hasil Hutan DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010

2 HALAMAN PENGESAHAN Judul Penelitian : Karakteristik Papan Semen dari Limbah Kardus dengan Penambahan Katalis Alumunium Sulfat Nama : Dedi Saputra NIM : Departemen : Kehutanan Program Studi : Teknologi Hasil Hutan Disetujui oleh Komisi Pembimbing Ketua Anggota Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si Tito Sucipto, S.Hut, M.Si NIP NIP Mengetahui, Ketua Departemen Kehutanan Dr. Ir. Edy Batara Mulya Siregar, MS NIP

3 ABSTRAK DEDI SAPUTRA: Karakteristik Papan Semen dari Limbah Kardus dengan Penambahan Katalis Alumunium Sulfat. Dibimbing oleh LUTHFI HAKIM dan TITO SUCIPTO. Papan semen berbahan dasar limbah kardus masih belum diteliti. Papan semen berpotensi besar sebagai bahan substitusi kayu untuk konstruksi bangunan. Tujuan penelitian adalah mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan semen serta ketahanannya terhadap serangan rayap. Papan dibuat dengan ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dan kerapatan 1 g/cm 3 pada variasi komposisi semen : fiber : air dengan penambahan katalis alumunium sulfat, kemudian dikondisikan selama + 2 minggu. Sifat fisis dan mekanis papan semen yang memenuhi standar adalah kerapatan, daya serap air dan MOE sedangkan kadar air, pengembangan tebal dan MOR belum memenuhi standar. Nilai papan semen dengan menggunakan katalis alumunium sulfat yang memenuhi standar adalah kerapatan berkisar 1,00 kg/cm 3-1,48 kg/cm 3, daya serap air 11,78%-26,68%, dan MOE 183,48 kg/cm 2-649,69 kg/cm 2 sedangkan pada papan semen tanpa katalis kerapatan berkisar 0,86 kg/cm 3-1,32 kg/cm 3, daya serap air 20,09%-49,57%, dan MOE 96,64 kg/cm 2-463,62 kg/cm 2. Papan semen memiliki keawetan yang cukup tinggi terhadap serangan rayap. Papan semen yang memiliki kualitas terbaik berdasarkan pengujian sifat fisis, mekanis dan ketahanan terhadap serangan rayap terdapat pada komposisi perbandingan semen : fiber : air (2,5 : 1 : 1,25) dengan adanya penambahan katalis alumunium sulfat. Kata kunci: Papan semen, limbah kardus, alumunium sulfat, sifat fisis dan mekanis, keawetan.

4 ABSTRACT DEDI SAPUTRA: Characteristics of Cement Board made from Corrugated Paper Waste with Aluminum Sulfate Catalyst Addition. Supervised by LUTHFI HAKIM and TITO SUCIPTO. Cement board based of cardboard waste still has not been researched. Cement board holds great potential as a wood substitute materials for building construction. The research objective was to evaluate the physical and mechanical properties of cement board as well as resistance to termite attack. Boards made with size 30 cm x 30 cm x 1 cm and a density of 1 g/cm 3 under various composition of cement : fiber : water ratio with addition of aluminum sulfate catalysts, and then conditioned for 2 weeks. Physical and mechanical properties of cement board that fulfill the standards were the density, water absorption and MOE, while the moisture content, thickness swelling and MOR not fulfill the standards. The value of the cement board using aluminum sulfate catalyst that fulfill the standards is the density ranges from 1,00 kg/cm3-1,48 kg/cm3, water absorption 11.78% %, and MOE kg/cm2-183,48 649,69 kg/cm2 while the cement board without catalyst density ranges from 0,86 kg/cm3-1,32 kg/cm3, water absorption 20,09% -49,57%, and 96,64 kg/cm2- MOE 463,62 kg/cm2. The cement board has a relatively high durability against termite attack. Cement board that has the best quality based on the testing of physical properties, mechanical properties and resistance to termite attack there on the composition ratio of cement: fiber: water (2,5 : 1 : 1,25) with an addition of aluminum sulfate catalyst. Key words: Cement board, waste cardboard, aluminum sulfate, physical and mechanical properties, durability.

5 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Desa Marihat Bandar Kabupaten Simalungun pada tanggal 18 Januari 1989 dari pasangan yang berbahagia ayahanda Yose Rizal dan ibunda Poniati. Penulis merupakan anak ke-empat dari empat bersaudara. Pendidikan formal yang ditempuh penulis yaitu pendidikan dasar di SD Al-Washliyah Marihat Bandar lulus tahun 2000, pendidikan lanjutan di MTsN Bandar lulus tahun 2003, pendidikan menengah di SMA N 2 Bandar lulus tahun Pada tahun yang sama penulis diterima masuk ke PTN USU pada program studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian melalui jalur Pemanduan Minat dan Prestasi (PMP). Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Geodesi dan Kartografi, Pengantar Inventarisasi Hutan, Keteknikan Hutan, Dendrologi, Ekologi, Sifat Fisis dan Mekanis Kayu dan Praktik Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H). Penulis juga aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Sylva (HIMAS), Kelompok Aspirasi Mahasiswa (KAM) RABBANI dan Tim Syuro Fakultas (TSF). Pada tahun 2007 penulis juga pernah menjabat posisi strategis sebagai ketua Badan Kenaziran Mushola Baitul Asyjaar Kehutanan USU dan tahun 2009 penulis menjabat sebagai anggota Majelis Mahasiswa Fakultas (MMF) di Fakultas Pertanian USU. Selain itu penulis aktif dalam organisasi eksternal kampus Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI). Penulis melaksanakan Praktik Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) di hutan mangrove Pulau Sembilan Kecamatan Pangkalan Susu dan hutan pegunungan Tangkahan Kabupaten Langkat Provinsi Sumatera Utara. Penulis juga melaksanakan praktik kerja lapang (PKL) di Kesatuan Pemangkuan Hutan (KPH) Cepu Perum Perhutani Unit I Jawa Tengah. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul Karakteristik Papan Semen dari Limbah Kardus dengan Penambahan Katalis Alumunium Sulfat dibawah bimbingan Bapak Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Tito Sucipto, S.Hut, M.Si sebagai anggota komisi pembimbing.

6 KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Karakteristik Papan Semen dari Limbah Kardus dengan Penambahan Katalis Alumunium Sulfat. Penelitian ini disusun berdasarkan ide dan pemikiran yang diharapkan dapat menghasilkan produk yang bermanfaat, mempunyai nilai ekonomis yang cukup tinggi dan dapat dikembangkan sebagai alternatif untuk substitusi kayu. Pada kesempatan ini penulis menghaturkan terima kasih sebesar-besarnya kepada kedua orangtua penulis yang telah membesarkan, memelihara dan mendidik penulis selama ini. Tak lupa penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut, M.Si selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai arahan dan masukan berharga kepada penulis mulai menetapkan judul, melakukan penelitian, sampai pada penyusunan skripsi. Disamping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai program studi Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan, serta semua rekan mahasiswa yang turut membantu penulis dalam menyelesaikan hasil penelitian ini. Demikian penulis sampaikan, semoga hasil penelitian ini bermanfaat. Medan, Maret 2010 Penulis

7 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... ii ABSTRACT... iii RIWAYAT HIDUP... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR LAMPIRAN... x PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 2 Manfaat Penelitian... 3 Hipotesis Penelitian... 3 TINJAUAN PUSTAKA Kertas Karton... 4 Kelebihan dan kelemahan kardus... 5 Potensi dan produksi limbah kardus... 6 Semen... 8 Deskripsi semen... 8 Jenis-jenis semen... 9 Proses pembuatan semen Komposisi penyusun semen Semen Portland Pengertian semen portland Komposisi kimia semen portland Jenis-jenis semen portland Alumunium Sulfat Papan Semen Pengertian papan semen Karakteristik papan semen Pulp cement board Kualitas papan semen menurut JIS A METODE PENELITIAN Lokasi dan Waktu Alat dan Bahan Prosedur Penelitian Persiapan bahan baku Pengadonan... 22

8 Pembentukan lembaran papan Pengkondisian Pengujian kualitas Pengujian sifat fisis Kerapatan Kadar air Daya serap air Pengembangan tebal Pengujian sifat mekanis Modulus lentur Modulus patah Keteguhan rekat Kuat pegang sekrup Sifat ketahanan terhadap serangan rayap (biodeteriorasi) Uji kubur Analisa Data HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Semen Kerapatan Kadar air Daya serap air Pengembangan tebal Sifat Mekanis Papan Semen Modulus lentur Modulus patah Keteguhan rekat Kuat pegang sekrup Sifat Ketahanan terhadap Biodeteriorasi Uji kubur KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 64

9 DAFTAR TABEL No. Halaman 1. Standar uji papan semen menurut JIS A Kriteria ketahanan papan semen terhadap serangan rayap Proporsi bahan baku papan semen (bagian berat) Rekapitulasi nilai uji sifat fisis, mekanis, dan ketahanan papan semen terhadap serangan rayap Rata-rata kehilangan berat papan semen pada uji kubur selama 50 hari... 58

10 DAFTAR GAMBAR No. Halaman 1. Limbah kardus Semen portland Alumunium sulfat Papan semen Bagan alir proses persiapan bahan baku Pola pemotongan contoh uji papan semen Cara pembebanan pengujian MOE dan MOR Pengujian keteguhan rekat Posisi sekrup pada pengujian kuat pegang sekrup Papan semen pada variasi komposisi S : F : A Perbedaan nilai kerapatan pada berbagai variasi komposisi S : F : A Perbedaan nilai kadar air papan semen pada berbagai komposisi S : F : A Perbedaan nilai daya serap air setelah perendaman selama 2 jam Perbedaan nilai daya serap air setelah perendaman selama 24 jam Perbedaan nilai pengembangan tebal setelah perendaman 2 jam Perbedaan nilai pengembangan tebal setelah perendaman 24 jam Perbedaan nilai MOE pada berbagai variasi komposisi S : F : A Perbandingan nilai rata-rata MOR pada berbagai komposisi S : F : A Perbandingan nilai rata-rata keteguhan rekat papan semen Nilai rata-rata kuat pegang sekrup pada berbagai komposisi S : F : A Nilai rata-rata kehilangan berat papan semen pada berbagai komposisi... 57

11 DAFTAR LAMPIRAN No. Halaman 1. Nilai kerapatan papan semen pada berbagai perlakuan Uji sidik ragam kerapatan papan semen Uji DMRT kerapatan papan semen Nilai kadar air papan semen pada berbagai perlakuan Uji sidik ragam kadar air papan semen Nilai daya serap air setelah perendaman selama 2 jam Uji sidik ragam daya serap air setelah perendaman selama 2 jam Nilai daya serap air setelah perendaman selama 24 jam Uji sidik ragam daya serap air setelah perendaman selama 24 jam Uji DMRT daya serap air setelah perendaman selama 2 jam Uji DMRT daya serap air setelah perendaman selama 24 jam Nilai pengembangan tebal setelah perendaman selama 2 jam Nilai pengembangan tebal setelah perendaman selama 24 jam Uji sidik ragam pengembangan tebal setelah perendaman 2 jam Uji sidik ragam pengembangan tebal setelah perendaman 24 jam Uji DMRT pengembangan tebal setelah perendaman 2 jam Uji DMRT pengembangan tebal setelah perendaman 24 jam Nilai pengujian MOE pada berbagai perlakuan Uji sidik ragam MOE papan semen Uji DMRT MOE papan semen Nilai pengujian MOR pada berbagai perlakuan... 69

12 22. Uji sidik ragam MOR papan semen Nilai keteguhan rekat papan semen pada berbagai perlakuan Uji sidik ragam keteguhan rekat papan semen Uji DMRT keteguhan rekat papan semen Nilai kuat pegang sekrup papan semen pada berbagai perlakuan Uji sidik ragam kuat pegang sekrup papan semen Nilai kehilangan berat papan semen pada berbagai perlakuan Uji sidik ragam kehilangan berat uji kubur Uji DMRT kehilangan berat uji kubur papan semen Kriteria uji Japanese Industrial Standard (JIS) A