Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan selama 4 bulan (Juni – Oktober 2012), di Laboratorium Bio Komposit Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, Laboratorium Uji Mekanis UPT Balai Litbang Biomaterial LIPI Cibinong dan di Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Kementerian Pekerjaan Umum (Puslitbang Permukiman) Bandung.
Bahan dan Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : waterbath, oven, desikator, autoclave, gelas ukur, gelas piala, timbangan digital, rotary blender,
spray gun, hot press, gergaji, caliper, bak plastic, cetakan berukuran 30 x 30cm, plat besi tebal 1cm, alat uji sifat mekanis (Universal Testing Machine) merk shimadzu dan metriguard model 239 A stress wave timer.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Strand bambu berukuran : panjang 70 mm, lebar 20 mm dan tebal 0.05 – 0.20 mm, yang terbuat dari 3 jenis bambu (bambu betung, bambu andong dan bambu tali), dengan umur bambu + 3 – 4 tahun dari Kabupaten Sukabumi, provinsi Jawa Barat, perekat MDI (Methylene di-Phenil di-Isocyanate), wax (parafin), aluminium foil dan perekat
phenol formaldehyde.
Prosedur Penelitian
A. Persiapan Bahan dan Pembuatan Strand
Bambu diambil dalam keadaan yang segar, yaitu bambu betung, bambu andong dan bambu tali. Bambu yang akan dijadikan strand dibelah dan dipotong-potong sesuai dengan ukuran strand yang diinginkan yaitu panjang 70 mm, lebar 20 mm dan tebal strand 0.05 – 0.20 mm. Nilai aspect ratio strand dan nilai
slenderness ratio dan nilai rata-ratanya diperoleh dengan cara mengambil secara acak 50 sample strand dari masing-masing jenis bambu, kemudian mengukur panjang, lebar dan tebal lalu membandingkan. Nilai aspect ratio adalah perbandingan antar panjang dan lebar strand sedangkan slenderness ratio
perbandingan panjang dan tebal strand. B. Perlakuan Pendahuluan
Strand kemudian diberikan perlakuan pendahuluan berupa steam dan tanpa
steam. Perlakuan pendahuluan steam dilakukan dengan cara strand dimasukkan ke dalam autoclave (alat pengukus) pada suhu 1260C, tekanan 1.4 kg cm-2 selama 1 jam sesuai petunjuk Iswanto (2008). Selanjutnya strand dikeringkan dalam oven hingga mencapai kadar air kurang dari 5% (strand kemudian dimasukkan kedalam kantong-kantong plastik agar kadar airnya tidak berubah oleh pengaruh perubahan kelembaban udara).
Perlakuan tanpa steam dilakukan dengan cara mengeringkan strand dalam oven pada suhu 50 – 700C hingga kadar air kurang dari 5% (strand kemudian dimasukkan kedalam kantong-kantong plastik agar kadar airnya tidak berubah oleh pengaruh perubahan kelembaban udara).
C. Pencampuran Strand dan Perekat
Pencampuran strand, perekat dan parafin menggunakan rotary blender
dimana perekat dan parafin dimasukkan dengan cara menyemprotkan perekat dengan sprayer kedalam rotary blender yang telah berisi strand.
D. Pembuatan Oriented Strand Board (OSB)
Pembuatan Oriented Strand Board (OSB) meliputi pembuatan lapik, pengempaan dan pengkondisian.
1) Pembentukan Lapik
OSB yang dibuat terdiri atas tiga lapisan (lapik) yaitu face, core dan back
dengan ketebalan yang sama untuk setiap lapik. Arah strand lapisan face dan back
dibuat sejajar, dan arah strand pada core tegak lurus arah lapisan face dan lapisan
back untuk meningkatkan kestabilan dimensi OSB yang dibentuk. 2) Pengempaan
Lapisan-lapisan yang telah dibuat kemudian dikempa dengan menggunakan kempa panas. Tujuan dari pengempaan ini adalah membentuk lapisan yang padat dan keras serta untuk memperoleh ketebalan yang diinginkan. Tekanan kempa yang digunakan adalah 25 kg cm-2, dengan waktu kempa 7 menit dan suhu 1600 C. 3) Pengkondisian
Pengkondisian dilakukan setelah proses pengempaan, dimana semua panel OSB yang sudah dikempa ditumpuk rapat selama kurang lebih 14 hari agar perekatnya mengeras dan kadar air berada pada kondisi kesetimbangan.
Variabel Penelitian
Setelah OSB terbentuk dan proses pengkondisian selama 14 telah selesai, selanjutnya OSB siap untuk diuji, yaitu pengujian sifat fisis dan mekanisnya, Pengujian sifat fisis meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal. Pengujian sifat mekanis meliputi modulus lentur (MOE), modulus patah (MOR), internal bond (IB). Adapun pola penentuan contoh uji lihat gambar 2.
Gambar 1. Pola Penentuan Contoh Uji Keterangan gambar :
1. MOE dan MOR // serat pengujian basah 2. MOE dan MOR TL serat pengujian basah 3. MOE dan MORTL serat pengujian kering 4. MOE dan MOR // serat pengujian kering 5. Kerapatan dan kadar air
6. Pengembangan tebal, penyerapan air 7. Internal Bond
8. Cadangan
Pengujian sifat fisis dan mekanis dilaksanakan berdasarkan standar JIS A 5908 A : 2003. Hasil pengujian dicocokkan dengan standar CSA 0437.0 (Grade O-2) apakah memenuhi standar atau tidak.
A. Pengujian Sifat Fisis 1. Kerapatan (KR)
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering udara. Contoh uji kerapatan dibuat berdasarkan standart JIS 5908 (2003) berukuran 10 x 10 x 1 cm. Contoh uji ditimbang beratnya (m1), kemudian diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji (V). Kerapatan dihitung dengan persamaan :
�� (� ��⁄ 3) =�1 � � 1 4 3 2 7 5 9 6 8
2. Kadar Air (KA)
Contoh uji untuk pengujian kadar air dibuat berdasarkan standar JIS A5908 (2003) berukuran 10 x 10 x 1 cm, dimana contoh uji ini adalah bekas contoh uji dari pengujian kerapatan. Kadar air OSB dihitung berdasarkan berat awal (m1) dan berat kering oven (m2) selama 24 jam pada suhu 103 + 20 C. Nilai Kadar air dihitung dengan rumus :
�� (%) =�1− �2
�2 �100
3. Daya Serap Air (Water Absorbsion : WA)
Contoh uji untuk pengujian daya serap air dibuat berdasarkan standar JIS A 5908 (2003) berukuran 5 x 5 x 1 cm. Contoh uji ditimbang untuk mendapatkan berat awalnya (m1), kemudian contoh uji di rendam dalam air dingin selama 24 jam, kemudian ditimbang lagi (m2). Nilai Daya Serap Air dihitung dengan persamaan :
�� (%) = �2− �1
�1 �100
4 Pengembangan Tebal (Thickness Swelling : TS)
Contoh uji untuk pengujian pengembanagn tebal (PT) dibuat berdasarkan standar JIS A 5908 (2003) berukuran 5 x 5 x 1 cm. Pengembangan tebal didasarkan pada tebal sebelumnya (t1) yang diukur pada keempat sisinya dan dirata-ratakan dalam kondisi kering udara dan tebal setelah perendaman (t2) dengan air dingin selama 24 jam. Nilai pengembangan tebal dihitung dengan persamaan :
�� (%) = �2− �1
�1 �100
B.Pengujian Sifat Mekanis 1. Metode non destruktif
Pengujian ini dilakukan untuk menghitung Modulus Lentur dinamis
(MOED) menggunakan alat non destruktif gelombang tegangan merk : Metriguard model 239 A stress wave timer. Pengujian ini dilakukan terhadap waktu rambatan (time propagation), dimana kecepatan (V) adalah :
V = � �
Dimana : V = kecepatan gelombang (m/s)
d = jarak tempuh gelombang antara dua transduser (cm) t = waktu tempuh gelombang antara dua transduser (µs)
MOED = ��2 � Dimana : ρ = kerapatan kayu (g cm-2) v = kecepatan gelombang (m/s) g = konstanta gravitasi (9,81 m/s2 ) 2. Metode Destruktif
Pengujian menggunakan metode destruktif ini untuk menghitung MOE statis (MOES ), MOR dan internal bond (IB)
•Modulus Lentur statis(MOES)
Contoh uji yang digunakan untuk pengujian modulus of elasticity (MOE) berukuran 5 x 20 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 (2003) yaitu pada arah longitudinal (searah dengan orientasi strand pada lapisan permukaan OSB) dan pada arah transversal (tegak lurus dengan orientasi strand pada lapisan permukaan OSB). Pengujian MOE dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine, bermerk Instron dengan menggunakan lebar bentan (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Pembebabnan contoh uji diberikan dengan kecepatan 10 mm/menit. Nilai MOE dihitung dengan persamaan :
��� (��� ��⁄ 2) = ∆��3
4∆���3
Keterangan :
MOE : Modulus lentur statis (kgf cm-2).
∆P : Beban dibawah batas proporsi L : Jarak sangga (cm)
∆Y : Defleksi (cm)
b : Lebar contoh uji (cm) t : Tebal contoh uji (cm)
• Modulus Patah (Modulus of Rupture : MOR)
Pengujian MOR dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOE dengan menggunakan contoh uji yang sama. Pada pengujian MOR ini pembebanan pada pengujian MOE dilanjutkan sampai contoh uji mengalami kerusakan (patah). Nilai MOR dihitunng dengan persamaan :
��� (��� ��⁄ 2) = 3��
2��2
Keterangan :
MOR : Moulus of Rupture (kgf cm-2) P : Beban maksimum (kgf) L : Jarak sangga (cm) b : Lebar contoh uji (cm) t : Tebal contoh uji (cm)
• Internal Bond (IB)
Contoh uji untuk pengujian internal bond dibuat berdasarkan standar JIS A 5908 (2003) berukuran 5 x 5 x 1 cm. Contoh uji direkatkan pada dua buah blok aluminium menggunakan perekat dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kemudian kedua blok ditarik tegak lurus permukaan contoh uji dengan kecepatan 2 mm/menit sampai beban maksimum. Nilai IB dihitung dengan persamaan :
�� (��� ��⁄ 2) = � ��
Keterangan :
IB : Internal Bond (kgf cm-2) P : Beban maksimum (kgf) b : Lebar contoh uji (cm) t : Tebal contoh uji (cm)
Rancangan Percobaan
Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) Pola Faktorial AxB yaitu terdiri dari dua peubah bebas atau faktor (A dan B). Terdapat satu peubah pengganggu atau sampingan yang disebut kelompok dan tidak berinteraksi dengan peubah lainnya. Perlakuan pendahuluan (A) merupakan faktor pertama yang terdiri dari 2 level yaitu steam (a1) dan non
steam (a2). Faktor ke dua adalah variasi susunan perekat (B) pada bagian face, core dan back yang terdiri dari 4 level yaitu ketiga lapisan direkatkan menggunakan perekat issosianat (b1), ketiga lapisan direkatkan menggunakan perekat Pf (b2), face dan back direkatkan menggunakan perekat isosianat sedangkan lapisan core direkatkan menggunakan perekat Pf (b3) dan lapisan strand face dan back direkatkan menggunakan perekat Pf sedangkan lapisan core direkatkan menggunakan perekat isosianaI (b4). Kelompok (C) terdiri atas 3 jenis bambu, yaitu kelompok bambu betung (c1), kelompok bambu andong (c2) dan kelompok bambu tali (c3).
Model Matematisnya :
Y
ijk =µ
+ Ai + Bj + Ck + ABijk+є
ijki = 1, 2, 3,…………,a j = 1,2,3...,b dan k =1.2.3,...u
Yijk : Pengamatan Faktor A taraf ke-i , Faktor B taraf kej dan kelompok ke-k
є
ijk : Pengaruh galat pada Faktor A taraf ke-i, Faktor B taraf ke-j dan kelompok ke-k µ : Rataan umumAi : Pengaruh faktor A pada taraf ke-i Bj : Pengaruh Faktor B pada taraf ke-j Ck : Pengaruh Kelompok ke-k
ABij : Interaksi antara Faktor A dengan Faktor B
Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan terhadap respon maka dilakukan analisis keragaman dengan menggunakan uji-f pada tingkat kepercayaan 95%,
Sedang kriteria uji yang digunakan adalah jika Fhitung lebih kecil atau sama dengan Ftabel maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu dan jika Fhitung lebih besar dari Ftabel maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan tertentu. Untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh nyata dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji beda Duncan. Analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan program computer SPSS 20.