Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2013 sampai dengan Mei 2014.
Persiapan bahan baku dan pembuatan papan lamiasi dilakukan di Workshop
Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas
Sumatera Utara. Pengujian sifat fisis dan mekanis contoh uji papan laminasi
dilaksanakan di Laboraturium dan Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan,
Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain parang, gergaji tangan,
cutter, mesin serut, kape (scrap), oven, timbangan analitik, mesin kempa dingin (klem), moisture meter, waterbath, kertas ampelas, kamera, kalkulator dan Universal
Testing Machine (UTM) merk Tensilon RTF-1350. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bambu betung (Dendrocalamus asper Schult.F), perekat
polivinil asetat (PVAc) dan perekat epoksi.
Prosedur Penelitian
1. Persiapan Bahan Baku
Panjang bambu betung setelah ditebang berkisar 12 m. Batang bambu dibagi
menjadi 3 bagian sama panjang untuk bagian pangkal, tengah dan ujung.
Lalu setiap bagian batang bambu di potong kembali dengan ukuran panjang 1
m. Bagian batang bambu setelah dipotong mendapat 4 bagian batang dengan
ukuran 1 m pada masing-masing bagian batang bambu. Proses pemotongan
dapat dilihat pada gambar 1 dan 2.
Gambar 1. Pembagian pangkal, tengah, dan ujung batang bambu
Gambar 2. Pemotongan bagian pangkal, tengah, dan ujung batangbambu
2. Pembuatan Bilah Papan Laminasi B
Ukuran papan laminasi bambu betung yang dibuat 1,0 x 10 x 30 cm dari
setiap bagian batang pangkal, tengah, dan ujung bambu sesuai dengan
standar internasional JAS (Japan Agricultural Standar). Pembuatan papan
laminasi membutuhkan bilah yang berukuran 0,5 x 2,5 x 30 cm sebanyak 48
buah pada setiap bagian batang pangkal, tengah, dan ujung bambu.
Pemotongan bilah bambu dapat dilihat pada gambar 3.
Kemudian bilah bambu dikeringkan secara alami selama lebih dari tiga
minggu hingga mencapai kondisi KA kering udara yaitu ±15%. Selanjutnya
bilah diserut dan dihaluskan menggunakan kertas ampelas.
3. Pelaburan Perekat
Bilah dilabur perekat PVAc dan epoksi. Berat labur yang digunakan 360 g/m2.
Berat labur yang harus disiapkan sebagai bahan perekat dapat dilihat pada
tabel 3.
Tabel 3. 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) 360 0,0036 x p x l 0,0036 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)
4. Perekatan Bilah
Proses perekatan bilah dilakukan satu per satu pada bagian pangkal, tengah,
dan ujung bambu. Bilah bambu yang berukuran 0,5 x 10 x 30 cm direkat ke
arah tebal dan lebar. Pelaburan perekat dilakukan dengan metode pelaburan
dua permukaan (double spread) dengan menggunakan scrap (kape).
5. Pengempaan dan Pengkondisian
Bilah dikempa dengan menggunakan klem dengan waktu kempa 24 jam pada
setiap bagian arah bambu yang akan dikempa. Pengempaan dilakukan dua kali
yaitu pengempaan kearah tebal dan pengempaan kearah lebar. Proses
pengempaan dapat dilihat pada gambar 4 dan 5.
Arah pengempaan Arah pengempaan
Gambar 4. Pengempaan bambu pada arah tebal
Arah pengempaan
= Garis Rekat
A B C D E
Bambu laminasi selanjutnya dikondisikan selama 1 minggu agar daya rekat kayu
benar benar konstan. 6. Pemotongan Contoh Uji
Pemotongan contoh uji dapat dilakukan seperti gambar 5
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
G. Pengujian sifat fisis dan mekanis laminasi bambu betung
Sifat fisis laminasi bambu yang diuji adalah kadar air (KA), daya serap air
(DSA) dan delaminasi (D). Sifat mekanis diperoleh dengan pengujian bending
yang menghasilkan modulus of elasticity (MOE), dan modulus of rupture
(MOR). Pengujian sifat fisis dan mekanis laminasi bambu ini mengacu pada
Standar Internasional JAS (Japan Agricultural Standard) SE-7-2003. Semua
sampel akan diuji sifat fisis dan mekanisnya.
A. Pengujian Kadar Air (KA)
Contoh uji berukuran 1,0 x 2 x 2 cm. Penentuan kadar air laminasi
bambu dilakukan dengan menghitung selisih berat awal dan berat
setelah dikeringkan dalam oven sampai mencapai berat konstan pada
suhu 103±2oC . kadar air tersebut dihitung dengan rumus:
Keterangan:
KA = Kadar Air (%)
BA = Berat awal contoh uji (g)
BKO = Berat konstan contoh uji setelah dikeringkan dalam oven (g)
B. Pengujian Rasio Daya Serap Air (DSA)
Contoh uji untuk pengujian DSA berukuran 1,0 x 5 x 5 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:
Keterangan:
DSA = Daya serap air (%)
B1 = Berat contoh uji sebelum perendaman (g) B2 = Berat contoh uji setelah perendaman (g)
C. Pengujian Delaminasi (D)
Contoh uji untuk pengujian delaminasi berukuran 1,0 x 7,5 x 7,5 cm.
Contoh uji direndam kedalam air dengan suhu 70±3oC selama 2 jam,
60±3oC. Selanjutnya diukur delaminasi pada setiap garis rekat pada
setiap sisi kemudian dijumlahkan. Penentuan nisbah delaminasi dalam
% didapat dengan rumus:
D. Pengujian Modulus of Elasticity (MOE)
Contoh uji dan perhitungan MOE dilakukan dengan menggunakan
contoh uji yang sama dengan MOR. Ukuran contoh uji 1,0 x 1 x 30
cm. Pada pengujian ini yang dicatat adalah perubahan defleksi setiap
perubahan beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan Rumus :
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)
E. Pengujian Modulus of Rupture (MOR)
Pengujian MOR dilakukan bersamaan dengan pengujian MOE. Contoh
pengujian MOE dan MOR dapat dilihat pada gambar 5. Nilai MOR dihitung
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 = 28 cm
Gambar 7. 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 1,0 x 5 x 5 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 dan epoxy pada
arah beban
arah beban
Balok Besi
Contoh Uji
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 7.
Gambar 8. Pengujian Keteguhan Rekat Permukaan (KRP)
KRP dapat dihitung dengan rumus:
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 4.
Tabel 4. Standar mutu sifat fisis dan mekanis papan partikel 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 -
G. Analisis Statistika
Analisis yang digunakan untuk pengujian sifat fisik mekanik bahan
menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial (Factorial
Completely Randomized Design), dengan formulasi sebagai berikut: Yijk = μ + αi + βj + ταiβj + εijk
Keterangan :
Yijk = Respon yang diperoleh dari perlakuan posisi batang ke-i, perekat ke-j, dan ulangan ke-k
μ = Rataan umum
αi = Pengaruh posisi batang ke-i
βj = Pengaruh jenis perekat ke-j
ταiβj = Pengaruh interaksi antara posisi batang ke-i dan jenis perekat
ke-j
εijk = Galat dari perlakuan posisi batang ke-i, jenis perekat ke-j dan ulangan ke-k
i = Perlakuan posisi batang (pangkal, tengah, ujung) j = Perlakuan jenis perekat (PVAc dan epoxy) 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 posisi batang dan jenis
perekat 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
Secara singkat bagan alir penelitian disajikan pada gambar 9.
Gambar 9. Bagan alir penelitian 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