Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2013 sampai Juli 2014. Persiapan bahan baku dan pembutan laminasi bambu dilakukan di workshop Teknologi Hasil Hutan Program StudiKehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Pengujian sifat fisis dan mekanis dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Program Studi Hasil Hutan Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah parang, gergaji, penggaris, alat tulis, kertas amplas, klem (kempa dingin), timbangan analitik, cutter, camera digital, moisturemeter, oven, kalkulator dan UTM (Universal Testing Machine) merk Tensilon RTF-150. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bambu betung (Dendrocalamus asper) dan perekat PVAc.
Prosedur Penelitian 1. Penebangan Bambu
Dicari lokasi yang banyak ditumbuhi bambu betung, yaitu di Kecamatan Selesai, Kabupaten Langkat.Kemudian dilakukan penebangan bambu tersebut.
2. Pemotongan dan Pengeringan Bambu
cara dijemur dibawah sinar matahari sampai dicapai kadar air ±15%. Kemudian masing-masing bagian tersebut dipotong dengan ukuran panjang 10 cm, 15 cm dan 20 cm tanpa node dan dengan node selanjutnya dibuang bagian kulitnya dan dipecah sehingga berbentuk pelupuh (zephyr).
3. Pembuatan Laminasi Bambu a. Sampel A
Sampel A adalah pelupuh (zephyr) bambu dengan ukuran panjang 10 cm tanpa node. Ukuran laminasi bambu yang akan dibuat adalah 1 cm x 10 cm x 90 cm.
b. Sampel B
Sampel B adalah pelupuh (zephyr) bambu dengan ukuran panjang 15 cm tanpa node. Ukuran laminasi bambu yang akan dibuat adalah 1 cm x 10 cm x 90 cm.
c. Sampel C
Sampel C adalah pelupuh (zephyr) bambu dengan ukuran panjang 20 cm tanpa node. Ukuran laminasi bambu yang akan dibuat adalah 1 cm x 10 cm x 90 cm.
d. Sampel D
Sampel D adalah pelupuh (zephyr) bambu dengan ukuran panjang 10 cm dengan node. Ukuran laminasi bambu yang akan dibuat adalah 1 cm x 10 cm x 90 cm.
Sampel E adalah pelupuh (zephyr) bambu dengan ukuran panjang 15 cm dengan node. Ukuran laminasi bambu yang akan dibuat adalah 1 cm x 10 cm x 90 cm.
f. Sampel F
Sampel F adalah pelupuh (zephyr) bambu dengan ukuran panjang 20 cm dengan node. Ukuran laminasi bambu yang akan dibuat adalah 1 cm x 10 cm x 90 cm.
Setelah sampel dibuat dilakukan proses penyerutan dan pengampelasan agar permukaannya lebih halus dan mudah direkatkan. 4. Pelaburan Perekat
Disiapkan perekat PVAc kemudian dilanjutkan dengan proses pelaburan perekat. Pelaburan perekat dilakukan pada masing-masing pelupuh bambu secara perlahan-lahan menggunakan metode pelaburan dua permukaan (double spread) dengan menggunakan sekrap.Berat labur yang digunakan sebesar 360 g/m2. Selanjutnya, pelupuh bambu tersebut direkatkan satu sama lain dan diusahakan agar perekat tidak tumpah atau keluar dari sisi-sisi bambu. 5. Pengempaan dan Pengkondisian
Bambu lamina yang telah terbentuk dikempa dingin dengan menggunakan klem.Pengempaan dilakukan 2 tahap, yaitu ke arah lebar dan ke arah tebal, masing-masing tahap pengempaan tersebut dilakukan selama 24 jam. Setelah itu dilakukan proses conditioning selama 1 minggu.
Dari tahapan di atas, dihasilkan laminasi bambu dari bahan baku zephyr dengan variasi ukuran panjang 10 cm, 15 cm dan 20 cm dengan dan tanpa node seperti gambar berikut:
Gambar 1. Laminasi bambu dari bahan bakuzephyr tanpa node
Gambar 2. Laminasi bambu dari bahan bakuzephyr dengan node
6. Pemotongan Contoh Uji
Pemotongan contoh uji dapat dilakukan seperti gambar 3
Keterangan :
A. Contoh uji kadar air (2x2x)1 cm B. Contoh uji delaminasi (7,5x7,5x1) cm C. Contoh uji daya serap air (5x5x1) cm
D. Contoh uji keteguhan rekat internal (5x5x1) cm E. Contoh uji MOE dan MOR (30x1x1) cm 7. Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis
A. Pengujian Kadar Air (KA)
Contoh uji berukuran 2 x 2 x 1 cm Penentuan kadar air papan laminasi dilakukan dengan menggunakan menghitung selisih berat awal dengan berat setelah dikeringkan dalam oven sampai mencapai berat konstan pada suhu 103±2oC . Kadar air tersebut dihitung dengan rumus
��=BA−BKO
BKO x 100%
Keterangan:
KA = Kadar Air (%)
BA = Berat awal contoh uji (g)
BKO = Berat tetap contoh uji setelah dikeringkan dalam oven (g) B. Pengujian Rasio Daya Serap Air (DSA)
Contoh uji pengujian DSA berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian dilakukan dengan menghitung selisih berat sebelum dan setelah perendaman. Contoh uji direndam secara horizontal ke dalam air dengan suhu 25±1oC sedalam 3 cm dari permukaan air selama 24 jam.Kemudian Daya serap air dihitung dengan rumus :
DSA =B2−B1
Keterangan:
DSA = Daya serap air (%)
B1 = Berat contoh uji sebelum perendaman (g) B2 = Berat contoh uji setelah perendaman (g) C. Pengujian Delaminasi (D)
1. Contoh uji pengujian delaminasi berukuran 7,5 cm x 7,5 cm x 1 cm. contoh uji direndam kedalam air dengan suhu 70±3oC selama 2 jam, kemudian dikeringkan ke dalam oven selama 3 jam dengan suhu 60±3oC. Selanjutnya diukur delaminasi pada setiap garis rekat pada setiap sisi kemudian dijumlahkan.
Penentuan nisbah delaminasi dalam % didapat dengan rumus:
Nisbah delaminasi (%) = Jumlah panjang delaminasi
jumlah panjang garis rekat x 100%
D. Pengujian Modulus of Elasticity (MOE)
Contoh uji dan perhitungan MOE dilakukan dengan menggunakan contoh uji yang sama dengan MOR. Ukuran contoh uji 30cm x 1 cm x 1 cm. Pada pengujian ini yang dicatat adalah perubahan defleksi setiap perubahan beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan Rumus :
MOE = ΔPL3 4Δybh3 Keterangan :
MOE = ModulusofElasticity (kgf/cm2) L = Bentang (cm)
ΔP = Perubahan beban yang digunakan (kg)
Δy = Perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) h = Tebal contoh uji (cm)
E. Pengujian Modulus of Rupture (MOR)
Pengujian MOR dilakukan bersamaan dengan pengujian MOE.Contoh pengujian MOE dan MOR dapat dilihat pada gambar 4. Nilai MOR dihitung dengan menggunakan rumus :
MOR = 3PL 2bh2 Keterangan:
MOR = Modulus of Rupture (kgf/cm2) L = Bentang (cm)
P = Beban maksimum (kg) h = Tebal contoh uji (cm) b = Lebar contoh uji (cm)
P 30 cm
0,5 cm 1cm 1 cm 0,5cm
L = 29 cm
Gambar 4. Pembebanan pengujian MOR dan MOE Keterangan:
P = posisi dan arah pembebanan L = Jarak sangga (cm)
F. Pengujian Keteguhan Rekat Permukaan (KRP)
Contoh uji KRP berbentuk persegi dengan ukuran 5 x 5 x 1 cm, dibuat alur melingkar dengan diameter alur 35,7±0,1 mm dan kedalaman alur 0,3±0,1 mm. Kemudian direkatkan pada lempengan baja berbentuk jamur menggunakan perekat PVAc dengan berat labur 360 g/m2 pada permukaannya lalu dikondisikan selama 24 jam pada suhu kamar.
arah beban
arah beban
Balok Besi
Contoh Uji
Setelah itu contoh uji ditarik dengan arah pembebanan tegak lurus arah serat contoh uji sampai tarikan maksimum (contoh uji rusak) dicapai dalam waktu 60±30 detik.Pengujian KRP dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Pengujian keteguhan rekat permukaan (KRP) KRP dapat dihitung dengan rumus:
KRP = F A
Keterangan:
KRP = Keteguhan Rekat Permukaan (MPa) F = Gaya maksimum (N)
A = Luas permukaan (mm2)
Pengujian sifat fisis dan mekanis papan lamina mengacu pada ketetapan standar JAS SE-7-2003, seperti disajikan pada tabel 6.
Tabel 1. Standar mutu sifat fisis dan mekanis papan laminasi berdasarkan JAS SE-7-2003 dan SNI ISO 16981-2012
No Sifat Fisis dan Mekanis
AS SE-7-2003 SNI ISO 16981-2012
1 Kadar air (%) ≤ 14 -
2 Daya Serap Air (%) ≤ 20 -
3 Delaminasi (cm) <2/3 -
4 Bending Strenght Perbedaan tiap defleksi <3,5
mm
-
Bagan alir penelitian disajikan pada gambar 6 berikut.
Gambar 6. Bagan alir penelitian
Pembuatan pelupuh (zephyr) dengan ukuran panjang 10cm, 15 cm dan 20 cm dengan dan tanpa node.
Serta proses penyerutan dan pengampelasan
Conditioning selama 1 minggu
Penebangan bambu betung
Pengujian sifat fisis (KA, daya serap air, delaminasi dan kuat rekat permukaan) berdasarkan standar internasional JAS SE-7-2003 dan SNI ISO 16981-20012
Pemotongan bambu sepanjang 100 cm dan dibelah menjadi 4-6 bagian
Pengeringan alami bambu sampai mencapai KA 15%
Pembuatan laminasi bambu dari pelupuh menggunakan perekat PVAc dengan berat labur 250 g/m2 dan disususun secara alternate pada arah panjang dan
Pengempaan dengan kempa dingin (klem) selama 1 x 24
Pemotongan contoh uji
Pengujian kualitas papan laminasi
Pengujian sifat mekanis (MOE dan MOR) berdasarkan standar interasional JAS SE-7-2003
8. Analisis Statistika
Analisis pengujian sifat fisis dan mekanis laminasi bambumenggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial dengan dua faktor, yaitu:
1. Faktor A1 : ukuran zephyr 10 cm Faktor A1 : ukuran zephyr 15 cm Faktor A3 : ukuran zephyr 20 cm 2. Faktor B1 : tidak ada node
Faktor B2 : ada node
Dengan formulasi sebagai berikut :
Yijk = μ+ αi + βj + ταiβj + εijk Keterangan:
Yijk = Respon yang diperoleh dari perlakuan ukuranzephyr dan keberadaan node terhadap sifat fisis dan mekanis bambu lamina
μ = Rataan umum
αi = Pengaruh ukuran zephyr
βj = Pengaruh node
ταiβj = Pengaruh interaksi antara ukuran zephyr dan perlakuan node
εijk = Galat dari perlakuan ukuran zephyr dan node
i = Perlakuan ukuran zephyr (10 cm, 15 cm, dan 20 cm) j = Perlakuan node (ada dan tidak ada node)
Untuk mengetahui pengaruh dari perlakuan-perlakuan yang diberikan, maka dilakukan analisis keragaman (ANOVA).Jika Fhitung> FTabel pada tingkat kepercayaan 95%, maka jumlah lapisan dan posisi pengujian berpengaruh nyata terhadap sifat fisis dan mekanis laminasi Bambu Betung (Dendrocalamus asper) yang diuji. Bila Fhitung> Ftabel maka selanjutnya akan dilakukan uji lanjutan menggunakan uji DMRT (Duncan Multiple Range Test).