BAHAN DAN METODE
2. Keteguhan lentur (MOE/ modulus of elasticity)
Perekat epoksi Contoh uji
Arah beban
Gambar 18. Pengujian keteguhan rekat internal
Keteguhan rekat internal tersebut dihitung dengan menggunakan rumus : Keterangan:
IB : keteguhan rekat internal (kg/cm2) P : beban maksimum yang bekerja (kg)
A : luas permukaan contoh uji (cm2)
2. Keteguhan lentur (MOE/ modulus of elasticity)
Keteguhan lentur (MOE) menunjukkan ukuran ketahanan papan menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah). Sifat ini sangat penting jika papan digunakan sebagai bahan konstruksi. Rumus yang digunakan adalah :
Keterangan:
MOE : keteguhan lentur (kgf/cm2)
Δ P : beban sebelum batas proporsi (kgf) L : jarak sangga (15 cm)
Δ Y : lenturan pada beban sebelum batas proporsi (cm) b : lebar contoh uji (cm)
h : tebal contoh uji (cm) Y b h P L M O E ∆ ∆ = 3 3 4 A P I B= m a x
3. Keteguhan patah (MOR/ modulus of repture)
Pengujian keteguhan patah (MOR) dilaksanakan bersamaan dengan pengujian MOE menggunakan contoh uji yang sama. Cara pengujian digambarkan pada (Gambar 19.) berikut:
F P (v = 10 mm/menit) F b = 50 mm h = 10 mm0 l = 200 mm L/2 L/2 Penyangga L = 150 mm F
Gambar 19. Cara pembebanan pengujian keteguhan lentur dan patah Keterangan :
l : panjang contoh uji (cm) P: beban maksimum (g) L: jarak sangga (15 cm) h : tebal contoh uji (cm) b : lebar contoh uji (cm)
v : kecepatan pembebanan (10 mm/menit)
Keteguhan patah (MOR) adalah suatu sifat mekanis papan yang menunjukkan kekuatan menahan beban. Untuk memperoleh nilai MOR, maka pengujian pembebanan dilakukan sampai contoh uji patah, dengan kecepatan 10 mm/menit (JIS A 5908 - 2003). Rumus yang digunakan adalah :
Keterangan:
MOR : keteguhan patah (kgf/cm2) P : beban maksimum (kgf) b : lebar contoh uji (cm) L : jarak sangga (15 cm) h : tebal contoh uji (cm) 2 2 3 b h P L M O R= Contoh uji
4. Kuat pegang sekrup (screw holding power)
Kuat pegang sekrup merupakan kemampuan suatu produk komposit untuk menahan beban sekrup yang diberikan. Proses pengujian kuat pegang sekrup dapat dilihat pada Gambar 20.
100 mm 25 mm 50 mm 25 mm 25 mm 25 mm 25 mm 25 mm Posisi sekrup Gambar 20. Posisi sekrup pada pengujian kuat pegang sekrup
Contoh uji berukuran 10 cm x 5 cm x 1 cm. Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm, panjang 16 mm, dimasukkan pada dua posisi contoh uji secara vertikal. Sekrup yang menempel kemudian dicabut dengan arah vertikal dan diukur beban maksimum saat pencabutan. Nilai kuat pegang sekrup adalah rata-rata beban dari dua daerah operasi yang dinyatakan dalam kilogram. Dalam pengujian ini beban pencabutan yang bekerja berkecepatan 2 mm/ menit.
P (2mm/ menit) d = 2,7 mm 1/3 h 8 mm Sekrup 17,5 mm 17,5 mm h = 16 mm 2/3 h 8 mm Contoh uji 10 mm 10 mm 2mm 25 mm Keterangan: h = tinggi sekrup
d = diameter sekrup
Gambar 21. Posisi sekrup dalam contoh uji
Proses pengujian kualitas
Dari hasil pengujian sifat fisis dan mekanis yang telah diperoleh kemudian dibandingkan dengan menggunakan standar JIS A 5908 – 2003 tipe 8, untuk mengetahui kualitas sifat papan yang telah diuji dalam kategori layak pakai. Adapun acuan ketetapan nilai yang distandarkan tercantum dalam Tabel 7.
Tabel 7. Sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan standar JIS A 5908 – 2003 tipe 8 No. Parameter amatan Nilai standar JIS A 5908 – 2003 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Sifat fisis Kerapatan (g/cm3) Kadar air (%) Daya serap air (%) Pengembangan tebal (%) Sifat mekanis
Keteguhan patah (kgf/cm2) Keteguhan lentur (kgf/cm2) Keteguhan rekat internal (kgf/cm2) Kuat pegang sekrup (kgf)
Ekspansi linier (%) Kekerasan (N) Emisi formaldehida (ppm) 0,4 – 0,9 5 – 13 - Maksimal 12 Minimal 80 Minimal 20000 Minimal 1,5 Minimal 30 - - Minimal 0,3 Sumber : JSA (2003)
Analisis Data
Hasil rata-rata pengujian sifat fisis dan mekanis dibandingkan dengan standar JIS A 5908 – 2003 tipe 8. Analisis data yang dilakukan mengacu pada Sastrosupadi (2004). Bahan baku bambu baik campuran maupun betung murni, masing-masing dikombinasikan dengan tiap matriks yang berbeda, yaitu polipropilena dan polietilena daur ulang.
Untuk mengetahui interaksi antara jenis bambu dan variasi matriks yang digunakan, pada penelitian ini digunakan rancangan percobaan faktorial pola rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan dua faktor perlakuan yaitu faktor A adalah jenis bambu yang terdiri atas bambu campuran (terdiri atas bambu tali, bambu hitam, dan bambu betung) dan bambu betung murni. Sedangkan faktor B adalah variasi matriks. Contoh uji yang dihasilkan adalah 4 perlakuan kombinasi dengan 3 kali ulangan. Sehingga jumlah papan polimer komposit bambu yang diproduksi sebanyak 12 papan. Model statistik yang digunakan adalah:
Yijk = µ + αi+ βj+ (αβ)ij + ∑ijk
Keterangan :
Yijk : Pengamatan perlakuan pemberian bahan baku taraf ke-i (bambu campuran dan betung murni), matriks taraf ke-j (PP dan PE daur ulang) dan ulangan taraf ke-k (1, 2, 3).
µ : Rataan umum/nilai tengah.
αi : Pengaruh pemberian bahan baku taraf ke-i (bambu campur dan betung murni). βj :Pengaruh matriks taraf ke-j (PP dan PE daur ulang).
(αβ)ij : Pengaruh interaksi perlakuan pemberian bahan baku taraf ke-i (bambu campur dan betung) dan matriks taraf ke-j (PP dan PE daur ulang).
∑ijk :Pengaruh acak pada perlakuan pemberian bahan baku taraf ke-i (bambu campuran dan betung), matriks taraf ke-j (PP dan PE daur ulang) dan ulangan ke-k (1, 2, 3).
Ada tidaknya pengaruh perlakuan terhadap respons maka dilakukan analisis sidik ragam berupa uji F pada tingkat kepercayaan 95% menggunakan perangkat lunak (software) minitab 15 . Hipotesis yang diuji adalah:
H0 : Jenis bambu, matriks dan interaksinya tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan komposit polimer.
H1 : Jenis bambu, matriks dan interaksinya berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan komposit polimer.
Untuk mengetahui pengaruh dari perlakuan-perlakuan yang diuji, dilakukan analisis keragaman dengan kriteria uji F, dimana jika F hitung ≤ F tabel
maka H0 diterima dan jika F hitung > F tabel maka H0 ditolak.
Jika hasil analisis sidik ragam memberikan perbedaan yang nyata baik pada faktor A, faktor B, ataupun interaksinya maka dilakukan uji lanjut wilayah berganda Duncan (Duncan multiple range test) dengan tingkat kepercayaan 95 % dengan menggunakan microsoft excel untuk mengetahui perlakuan yang berpengaruh.
Penentuan Peringkat Kualitas
Setelah pengujian sifat fisis dan mekanis papan polimer dilaksanakan, maka selanjutnya dilakukan penentuan peringkat kualitas perlakuan terbaik pada masing-masing pengujian. Perlakuan dengan hasil pengujian kualitas terbaik sampai dengan yang terburuk akan mendapat penomoran peringkat mulai dari satu sampai seterusnya. Perlakuan yang nilainya mendekati target yang diinginkan atau terbaik akan mendapat nilai peringkat terkecil, dan yang terburuk akan mendapat peringkat dengan angka terbesar. Jika nilai yang didapat memiliki selisih yang sama, maka pengacuan nilai peringkat tetap mengacu pada nilai target, namun dengan pertimbangan nilai yang ditetapkan standar JIS A 5908-2003.
Pengadonan
Pembentukan lembaran
Pengkondisian selama 7 hari
Pemotongan contoh uji Hot pressing
Pelletizer
Pengujian kualitas
Secara skematis, proses pembuatan dan pengujian papan polimer disajikan dalam Gambar 22.
Gambar 22. Proses pembuatan papan polimer bambu Plastik daur ulang
(PP dan PE)
Serbuk bambu (< 5 %)