Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2013 sampai Mei 2014. Persiapan bahan baku dan pembuatan papan laminasi dilakukan di Workshop
Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Pengujian sifat fisis dan mekanis dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain gergaji tangan,parang, moisture meter, oven, timbangan analitik, pisau, kalifer,alat tulis, kamera, kalkulator, amplas, kempa dingin (klem), scrap, dan Universal Testing Machine (UTM) merk Tensilon RTF-1350. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bambu betung dengan ketebalan daging 25–30 mm,
alumunium foil dan perekat Polivinil Asetat (PVAc) merk Fox.
Prosedur
1. Persiapan bahan baku
Bambu dipotong dengan ukuran panjang 30 cm. Lalu dibelah dengan ukuran masing-masing 0,5x2,5x30 cm sebanyak 48 bilah untuk membuat 6 sampel laminasi bambu tanpa kulit dan dengan ukuran 0,5x2,5x30 cm sebanyak 48 bilah juga untuk membuat 6 sampel laminasi bambu dengan menggunakan kulit. Proses pemotongan dapat dilihat pada gambar 2 dan 3.
Gambar 2. Cara memotong sampel laminasi bambu tanpa kulit
Gambar 3. Cara memotong sampel laminasi bambu dengan kulit
Setelah bambu dibelah-belah, dilakukan pengeringan terhadap bilah bambu yang dilakukan secara alami yaitu dengan memanfaatkan panas matahari. Pengeringan dilakukan selama 2,5 bulan sampai kadar air mencapai ±15%. Lalu dilakukan penyerutan dengan mesin serut dan pengamplasan menggunakan kertas amplas agar permukaan lebih halus sehingga lebih mudah direkatkan.
2. Pelaburan Perekat
Langkah yang harus dilakukan dalam menyiapkan bahan perekat dapat dilihat pada tabel 5.
Tabel 5. Berat labur perekat yang dibutuhkan. Berat labur (g/m2) Berat perekat untuk satu permukaan bilah perekatan ke arah tebal (A)
(g) Berat perekat untuk satu permukaan bilah perekatan ke arah lebar (B) (g) Berat perekat untuk satu contoh uji (g) 0,036 0,0036 x p x l 0,036 x p x t (A x a) + (B x b) Keterangan: p = panjang bilah l = lebar bilah t = tebal bilah
a= jumlah permukaan yang direkatkan ke arah tebal (6) b= jumlah permukaan yang direkatkan ke arah lebar (8)
3. Perekatan dan Pengempaan
Proses perekatan dilakukan satu persatu secara merata pada masing-masing bambu dengan metode pelaburan dua permukaan (double spread) menggunakan scrab.Kemudian bambu-bambu tersebut segera direkatkan satu sama lain dengan beberapa proses pengempaan. Pada gambar 4 dapat dilihat proses pengempaan pertama untuk pembuatan 4 bambu lamina, masing-masing terdiri atas 2 bilah bambu, kemudian direkatkan ke arah tebal dengan pengempaan 1x24 jam.
Gambar 4. Pengempaan pertama ke arah tebal Arah Pengempaan Arah Pengempaan
Pada gambar 5 dapat dilihat proses perekatan kedua menggunakan 4 bambu, yang telah direkatkan ke arah tebal sebelumnya (terdiri dari 8 bilah bambu), kemudian direkatkan ke arah lebar dengan pengempaan 1x24 jam.
Proses perekatan satu sampel laminasi bambu terdiri dari 6 buah potongan bambu, yang kemudian dikempa dingin menggunakan klem selama masing-masing 1x24 jam. Setelah 1x24 jam, laminasi bambu dikeluarkan dari klem lalu dikondisikan selama 1 minggu.
4. Pemotongan Contoh Uji
Pemotongan contoh uji dapat dilakukan seperti gambar 6
Keterangan :
A. Contoh uji kadar air 2x2x1 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
Gambar 5. Pengempaan kedua ke arah lebar
= Garis Rekat Arah Pengempaan
5. Pengujian Laminasi Bambu Betung a. Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat fisis mengacu pada Standar Internasional JAS (Japan Agricultural Standard) For Flooring SE-7-2003.
1. Kadar Air (KA)
Contoh uji pengujian kadar air berukuran 2x2x1 cm.Ditimbang masing–masing contoh uji sebagai berat awal (BA). Dioven selama 24 jam dengan suhu 103±2ºC sampai berat konstan. Setelah dioven, ditimbang kembali sebagai berat kering oven (BKO). Dihitung %KA dengan rumus :
%KA = BA-BKO
BKO x 100%
2. Pengujian Delaminasi
Contoh uji pengujian delaminasi berukuran 7,5x7,5x1 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%
3. Pengujian Daya Serap Air (DSA)
Contoh uji pengujian DSA berukuran 5x5x1 cm. Pengujian dilakukan dengan menghitung selisih berat sebelum dan setelah
perendaman. Contoh uji direndam secara horizontal kedalam air dengan suhu 25±1oC sedalam 3 cm dari permukaan air selama 24 jam. Kemudian daya serap air dihitung dengan rumus:
DSA =B2−B1
B1 x 100%
Keterangan:
DSA = daya serap air (%)
B1 = berat contoh uji sebelum perendaman (g) B2 = berat contoh uji setelah perendaman (g) b. Pengujian Sifat Mekanis
Posisi pengujian laminasi bambu betung untuk pengujian bending strenght akan menghasilkan data-data yang digunakan untuk menghitung nilai MOE dan MOR yang dilakukan dengan dua posisi pengujian yaitu dengan posisi pengujian pada arah tebal dan pada arah lebar mengacu pada Standar Internasional JAS (Japan Agricultural Standard) For Floorin SE-7-2003 dan SNI ISO 16981-2012. Pada gambar 7 dapat dilihat posisi pengujian pada arah tebal dan arah lebar.
Gambar 7. Posisi pengujian ke arah tebal (kiri) dan arah lebar (kanan) 1. Pengujian Bending Strenght
Contoh uji dan perhitungan MOE dilakukan dengan menggunakan contoh uji yang sama dengan MOR yaitu 30x1x1
cm. Pada pengujian ini yang dicatat adalah perubahan defleksi setiap perubahan beban tertentu dan perbedaan tiap defleksi tidak lebih dari 3,5 mm. Nilai MOE dihitung dengan rumus :
MOE = ΔPL3
4Δybh3
Keterangan :
MOE = modulus of elasticity (kgf/cm2)
L = bentang (cm)
ΔP = perubahan beban yang digunakan (kg)
Δy = perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm)
h = tebal contoh uji (cm)
b = lebar contoh uji (cm)
Sedangkan pada pengujian MOR contoh uji diberi beban hingga patah. Contoh pengujian MOE dan MOR dapat dilihat pada gambar 8. 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)
Gambar 8. Pembebanan Pengujian Bending Strenght
L = 25cm L = 26cm
2. Pengujian Keteguhan Rekat Permukaan (KRP)
Contoh uji KRP berbentuk persegi dengan ukuran 5x5x1 cm, dihitung luas permukaannya kemudian dibuat alur melingkar dengan diameter alur 35,7 ±0,1 mm dan kedalaman alur 0,3 ±0,1 mm. Kemudian direkatkan pada lempengan baja menggunakan perekat PVAc dengan berat labur 360gr/m2pada permukaannya lalu dikondisikan selama 24 jam pada suhu kamar. 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 9.
Gambar 9. 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 dan SNI ISO 16981-2012, seperti disajikan pada tabel 6.
Gambar 10. Bagan alir penelitian
Tabel 6. Standar mutu sifat fisis dan mekanis papan laminasi berdasarkan JAS SE-7-2003 dan SNI ISO 16981-2012
No Sifat Fisis dan Mekanis JAS SE-7-2003 SNI ISO 16981-2012
1 Kadar air (%) ≤ 14 -
2 Daya Serap Air (%) ≤ 20 -
3 Delaminasi (%) <2/3 -
4 Bending Strenght ∆y<3,5 mm -
6 KRP (Mpa) - ≥ 0,01
Secara singkat bagan alir penelitian disajikan pada gambar 10: Bambu betung segar
Dibelah menjadi beberapa bagian dengan ukuran 0,5x2,5x30 cm sebanyak 48 bilah tanpa kulit dan 48 bilah dengan kulit
Pengeringan alami selama 2,5 bulan (KA ±15%),penyerutan, pengamplasan
Perekatan dengan berat labur sebesar 360gr/cm menggunakan perekat PVAc
Pengempaan pada arah tebal (1x24 jam) dan pengempaan arah lebar (1x24 jam)
Pengkondisian ( 1 Minggu)
Pengujian kualitas papan laminasi
Pengujian sifat fisis (kadar air, daya serap air, dan delaminasi) berdasarkan standar
internasional JAS SE-7-2003
Pengujian sifat mekanis (MOE, MOR, dan kuat rekat permukaan) berdasarkan standar internasional JAS SE-7-2003 dan
SNI ISO 16981-2012 Dipotong dengan panjang 30 cm
6. Analisis Statistika
Analisis pengujian sifat fisis bambu laminasi menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan faktor keberadaan kulit. Secara matematis diformulasikan sebagai berikut :
Yijk = µ + αi+ βj + ∑ij
Analisa pengujian sifat mekanis bambu laminasi menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial dengan dua faktor, yaitu:
1) Faktor A1 : ada kulit bambu Faktor A2 : tidak ada kulit bambu 2) Faktor B1 : posisi pengujian arah tebal
Faktor B2 : posisi pengujian arah lebar Secara matematis diformulasikan sebagai berikut:
Yijk = µ + αi+ βj+ (αβ)ij + ∑ijk
Keterangan:
Yijk = respon yang diperoleh dari perlakuan penggunaan kulitke-i, posisi pengujian ke-j, dan ulangan ke-k.
μ = rataan umum
αi = pengaruh penggunaan kulit ke-i
βj = pengaruh posisi pengujian ke-j
ταiβj = pengaruh interaksi antara penggunaan kulit ke-i dan posisipengujian ke-j
εijk = galat dari perlakuan penggunaan kulit ke-i, posisipengujian ke-jdan ulangan ke-k
i = perlakuan penggunaan dan tidak menggunakan kulit j = perlakuan posisi pengujian (arah tebal dan arah lebar) k = ulangan (ulangan ke-1, ke-2, dan ke-3)
Untuk mengetahui pengaruh dari perlakuan-perlakuan yang diberikan, maka dilakukan analisis keragaman (ANOVA). Jika Fhitung> FTabel pada tingkat kepercayaan 95%, maka penggunaan atau tidak menggunakan kulit dan posisi pengujian berpengaruh nyata terhadap sifat fisis dan mekanis laminasi Bambu Betung yang diuji maka selanjutnya akan dilakukan uji lanjutan menggunakan uji DMRT (Duncan Multiple Range Test).