BAB III BAHAN DAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan selama tiga bulan dari bulan Mei sampai Juli 2011 bertempat di Laboratorium Biokomposit, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. 3.2 Alat dan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bambu tali (Gigantochloa apus (J.A & J.H. Schulthes) Kurz) berumur 2-3 tahun yang berasal dari desa Ciherang, Kecamatan Caringin, Bogor. Perekat Polivinil Acetat (PVAc) yang diproduksi oleh PT. Dynea Indria dan Epoxy yang diproduksi oleh PT. Polychemie Asia. Peralatan yang digunakan adalah alat kempa dingin, sarung tangan karet, desikator, plat seng berukuran 50 x 50 cm untuk pengempaan, timbangan elektrik, kaliper, oven, water bath, Universal Testing Machine (UTM) merek Instron, mesin gergaji circular saw. 3.3 Prosedur Penelitian Prosedur penelitian yang dilakukan berupa persiapan bahan baku, pembuatan vinir bambu lapis, pelaburan perekat dengan open assembly time selama 5 menit, penyusunan vinir menjadi bambu lapis dengan susunan bersilangan tegak lurus arah serat, pengempaan panas, conditioning atau pengkondisian selama ± 2 minggu, dan pengujian sifat fisis dan mekanis. 1. Persiapan Bahan Baku Batang bambu tali dipotong dengan menghilangkan buku, kemudian dibentuk bilah-bilah tipis dan diberi perlakuan jarak sambungan sebesar 2 cm, 3 cm, dan 4 cm serta tanpa perlakuan digunakan sebagai kontrol. Teknik sambungan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sambungan lidah yang termasuk dalam sambungan ujung (end jointing). Ukuran dimensi bilah yang digunakan yaitu lebar 2 cm, tebal 0,3 cm dan 0,15 cm, serta panjang 40 cm, 22 cm, 23 cm, dan 24 cm. Setelah itu, bilah-bilah bambu dikeringkan hingga kadar air dibawah 14%.
11 Bilah ukuran lebar 2 cm, tebal 0,3 cm dan panjang 22 cm digunakan untuk pembuatan bagian core vinir bambu lapis dengan coakan sambungan 2 cm dan ukuran panjang 22 cm, tebal 0,15 cm, dan lebar 2 cm digunakan untuk pembuatan vinir bambu lapis bagian face dan back dengan coakan sambungan 2 cm. Dengan ukuran tebal dan lebar yang sama untuk bagian core, face, dan back dibuat juga vinir dengan coakan sambungan 3 cm digunakan bilah dengan panjang 23 cm dan coakan sambungan 4 cm dengan panjang bilah 24 cm. Untuk kontrol digunakan bambu ukuran panjang 40 cm, lebar 2 cm, dan tebal 0,3 cm untuk bagian core dan ukuran panjang 40 cm, lebar 2 cm, dan tebal 0,15 cm untuk bagian face dan back. 2. Pembuatan Vinir Bambu Lapis Pembuatan vinir dilakukan dengan menyusun bilah-bilah bambu dengan ukuran yang sama secara sejajar sehingga menjadi lembaran berukuran 40 cm x 40 cm. a. Pembuatan lembaran vinir bambu lapis dengan jarak sambung 2 cm Bilah bambu berukuran 22 x 2 x 0,15 cm untuk bagian face dan back sedangkan Bilah bambu berukuran 22 x 2 x 0,3 cm untuk bagian core masing-masing disambungkan dengan bilah yang ukurannya sama hingga mendapatkan vinir dengan ukuran 40 cm x 40 cm. b. Pembuatan lembaran vinir bambu lapis dengan jarak sambung 3 cm Bilah bambu berukuran 23 x 2 x 0,15 cm untuk bagian face dan back sedangkan Bilah bambu berukuran 23 x 2 x 0,3 cm untuk bagian core masing-masing disambungkan dengan bilah yang ukurannya sama hingga mendapatkan vinir dengan ukuran 40 cm x 40 cm. c. Pembuatan lembaran vinir bambu lapis dengan jarak sambung 4 cm Bilah bambu berukuran 24 x 2 x 0,15 cm untuk bagian face dan back sedangkan Bilah bambu berukuran 24 x 2 x 0,3 cm untuk bagian core masing-masing disambungkan dengan bilah yang ukurannya sama hingga mendapatkan vinir dengan ukuran 40 cm x 40 cm. d. Pembuatan lembaran vinir bambu lapis Kontrol Bilah bambu berukuran 40 x 2 x 0, 15 cm untuk bagian face dan back sedangkan Bilah bambu berukuran 24 x 2 x 0,3 cm untuk bagian core
12 masing-masing disambungkan dengan bilah yang ukurannya sama hingga mendapatkan vinir dengan ukuran 40 cm x 40 cm. Gambar 1 Pola vinir bambu lapis sambungan 2 cm, 3 cm, 4 cm, dan kontrol. 3. Pembuatan Bambu Lapis Tahapan pembuatan bambu lapis antara lain: a. Pelaburan Perekat Perekat yang digunakan adalah Polivinil Acetat (PVAc) dan epoxy. Berat labur yang digunakan adalah 200 gram/m². Banyak perekat yang dibutuhkan untuk vinir dengan ukuran 40 cm x 40 cm adalah sebesar 32 gram. b. Penyusunan Bambu Lapis Bahan baku berupa bilah bambu yang telah dikeringkan dan mengalami pengkondisian dibuat menjadi vinir disusun menjadi panil bambu lapis. Panil bambu lapis terdiri atas tiga lapisan vinir dimana vinir bambu bagian face dan
13 back disusun tegak lurus dengan bagian core. Sehingga terbentuk panil bambu lapis berukuran (40 x 40 x 0,6) cm. c. Pengempaan Vinir yang telah dilaburi perekat dan telah disusun kemudian dilakukan penindihan untuk mebuat perekat dapat bereaksi ke dalam bahan rekat. Kemudian dilakukan kempa dingin selama 24 jam dengan tekanan sebesar 25 kg/cm². d. Pengondisian Setelah proses pengempaan, dilakukan pengondisian selama ± 2minggu dalam suhu ruangan. Hal ini bertujuan untuk menyeragamkan kadar air bambu lapis dan menghilangkan tegangan-tegangan yang terjadi selama waktu pengempaan. 3. Pengujian Pengujian panil dilakukan berdasarkan prosedur SNI 01-5008.2-2000. a. Pembuatan Contoh Uji Setiap panil bambu lapis dibuat 5 contoh uji yang masing-masing untuk pengujian kadar air, kerapatan, keteguhan lentur, keteguhan rekat, dan kembang susut. Pola pembuatan contoh uji pada panil bambu lapis dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2 Bentuk contoh uji.
14 b. Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Bambu Lapis 1. Kadar Air Contoh uji bambu lapis berukuran 10 cm 10 cm ditimbang berat awalnya (BA) menggunakan neraca digital, selanjutnya dioven selama 24 jam pada suhu 103±2ºC. Setelah pengovenan contoh uji diletakkan dalam desikator selama 20 menit selanjutnya timbang berat kering tanur (BKT) nya. Sampel kembali dioven selama tiga jam dengan perlakuan yang sama sampai didapatkan berat yang konstan. Nilai kadar air (KA) didapatkan melalui perhitungan KA BB BKT BKT 100% Keterangan: BB = Berat awal (gram) BKT = Berat kering tanur (gram) KA = Kadar air (%) 2. Kerapatan Penentuan kerapatan bambu lapis menggunakan contoh uji dengan ukuran 10 cm 10 cm. Contoh uji tersebut ditimbang berat kering udaranya dan dimensi panjang, lebar dan tebalnya. Nilai kerapatan dihitung : Keterangan : Kr BKU p l t BKU = Berat kering udara (gram) p = Dimensi panjang (cm) l = Dimensi lebar (cm) t = Dimensi tebal (cm) Kr = Kerapatan (gram/cm³) 3. Kembang Susut Contoh uji berukuran 35 mm x 35 mm diukur dimensinya dalam keadaan kering udara, selanjutnya direndam dalam air selama 24 jam. Setelah direndam kemudian dimensinya diukur kembali. Besar nilai pengembangan diperoleh dari perhitungan : Pn = Db Dku x 100% Dku
15 Keterangan : Pn = pengembangan dimensi (%) Db = dimensi basah (cm) Dku = dimensi kering udara (cm) Contoh uji yang telah direndam kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60±3ºC selama 24 jam, kemudian diukur kembali dimensinya. Penentuan nilai penyusutan dilakukan dengan menggunakan persamaan : St = Dku Do x 100% Dku Keterangan : St = Penyusutan dimensi (%) Dku = Dimensi kering udara(cm) Do = Dimensi kering oven (cm) 4. Keteguhan Rekat Prosedur pengujian keteguhan rekat mengikuti SNI 01-5008.2-2000 dan dilakukan dengan menggunakan alat uji UTM merk Instron. Berdasarkan jenis perekat yang digunakan, pengujian rekat dilakukan dalam kondisi kering dimana perekat PVAc termasuk perekat tipe interior II, sedangkan pengujian perekat epoxy tidak dipersyaratkan dalam kondisi tertentu sehingga pengujian dilakukan dalam kondisi kering tanpa perlakuan pendahuluan. Contoh uji keteguhan rekat dapat dilihat pada Gambar 3. Gambar 3 Cotoh uji keteguhan rekat. Nilai keteguhan rekat diperoleh dengan perhitungan : KR = KGT x Koefisien Keterangan : KR = nilai keteguhan rekat (kg/cm²) KGT= nilai keteguhan geser tarik (kg/cm²)
16 Nilai keteguhan geser tarik diperoleh dengan rumus : KGT = B P X L Keterangan : B = beban tarik (kg) P = panjang bidang geser (cm) L = lebar bidang geser (cm) Rasio antara tebal lapisan inti dengan lapisan muka dan koefisien disajikan pada tabel berikut : Tabel 1 Rasio antara tebal lapisan inti dengan lapisan muka dan koefisiennya. No. Rasio antara tebal lapisan inti dengan lapisan muka Koefisien 1. 1,5 - < 2,0 1,1 2. 2,0 - < 2,5 1,2 3. 2,5 - < 3,0 1,3 4. 3,0 - < 3,5 1,4 5. 3,5 - < 4,0 1,5 6. 4,0 - < 4,5 1,7 7. > 4,5 2,0 5. Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity) dan Keteguhan Patah (Modulus of Rupture) Pengujian ini bertujuan untuk mencari nilai keteguhan lentur (MOE) dan keteguhan patah (MOR) bambu lapis. Besarnya nilai MOE menandakan bahwa suatu bahan bersifat kaku (susah dilenturkan), sedangkan MOR adalah nilai besarnya nilai pembebanan lentur maksimal yang menyebabkan contoh uji patah. Pengujian MOE dan MOR ini menggunakan contoh uji yang berukuran 50 mm (50 mm + 24h mm), h merupakan tebal bambu lapis yang akan diuji. Contoh uji diletakkan ujung-ujungnya pada bentang penyangga dan beban
17 diletakkan di tengah bentang. Laju pembebanan tidak melebihi 20 kg/cm² permenit, pengujian menggunakan UTM merk Instron. Gambar 4 Pengujian MOE dan MOR. Nilai keteguhan lentur statis berupa modulus elastis (MOE) dan modulus patah (MOR) dihitung menggunakan rumus : 3 Pl 3Pml MOE MOR 3 2 4Ybh 2bh Keterangan : MOE = Modulus elastis (kg/cm²) MOR = Modulus patah (kg/cm²) P = Beban sampai batas proporsional Pm = Beban maksimal (kg) Y = Defleksi yang terjadi b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm) l = Panjang bentang Nilainnya sifat fisis dan mekanis dibandingan dengan standar nilai SNI 01-5008.2-2000 Kayu Lapis Penggunaan Umum dan SNI 01-5008.7-1999 Kayu Lapis Struktural. 3.4 Analisis Data dan Rancangan Percobaan Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial (RAL) dengan ulangan sebanyak 3 kali. Model rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
18 Keterangan: Yijk= μ+αi+ βj+ (αβ)ij+ εijk Yijk = Nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang disebabkan oleh taraf ke-i faktor α, taraf ke-j faktor β. μ = Nilai rata-rata sebenarnya. αi = Pengaruh perekat pada taraf ke- i. βj = Pengaruh perlakuan jarak sambungan pada taraf ke-j. (αβ)ij = Pengaruh interaksi dari unit percobaan antara perekat ke-i, dan jenis penguat sambungan ke-j. εijk = Nilai galat (kesalahan percobaan) dari perekat ke-i, jenis penguat sambungan ke-j pada ulangan ke-k. i = Jenis Perekat (PVAc dan Epoxy). j = Jenis Perlakuan (Kontrol, Sambungan 2 cm, Sambungan 3 cm dan Sambungan 4 cm). k = Ulangan (1,2, dan 3). Untuk mengetahui pengaruh faktor perlakuan terhadap sifat fisis dan mekanis bambu lapis yang dibuat maka dilakukan analisis sidik ragam atau analysis of variance (ANOVA). Nilai f-hitung yang diperoleh dari ANOVA tersebut dibandingkan dengan f-tabel pada selang kepercayan 95% dengan kaidah keputusan : 1. Apabila f-hitung < f-tabel, maka perlakuan tidak memberikan pengaruh nyata atau sangat nyata terhadap sifat fisis mekanis papan pada selang kepercayaan 95%. 2. Apabila f-hitung > f-tabel, maka perlakuan memberikan pengaruh nyata pada sifat fisis mekanis papan pada selang kepercayaan 95%. Apabila perlakuan memberikan pengaruh nyata atau sangat nyata terhadap sifat fisis dan mekanis papan, maka dilakukan uji lanjut dengan menggunakan Duncan Multiple Range Test (DMRT). Nilai sifat fisis dan mekanis yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan standar SNI 01-5008.2-2000. Pengolahan data dilakukan dengan Excel 2007 dan SAS 9.1.