TINJAUAN PUSTAKA
3.7 Pengujian Papan Partikel (JIS A 5908-2003) .1 Penyiapan Contoh Uji
3.7.2 Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel TKKS 1.Penentuan Kerapatan
30 cm
Gambar 7 Pola pemotongan contoh uji. Keterangan :
a. contoh uji kuat pegang sekrup berukuran (5x10) cm2 b. contoh uji keteguhan rekat internal berukuran (5x5) cm2 c. contoh uji kerapatan dan kadar air berukuran (10x10) cm2
d. contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air berukuran (5x5) cm2 e. contoh uji kekakuan elastisitas dan keteguhan patah berukuran (5x20) cm2
3.7.2 Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel TKKS 1. Penentuan Kerapatan
Kerapatan papan partikel dihitung berdasarkan berat dan volume kering udara. Volume contoh uji tersebut menggunakan rumus :
V = P x L x T
Dimana: V = volume contoh uji (cm3) P = panjang contoh uji (cm) L = Lebar contoh uji (cm) T = Tebal contoh uji (cm)
Kerapatan papan dihitung menggunakan rumus
ρ=m
V
c
a m
Keterangan:
ρ = kerapatan (g/cm3) m = massa (g)
v = volume (cm3) 2. Penentuan Kadar Air
Kadar air papan partikel dihitung dari berat awal dan berat akhir setelah mengalami pengeringan oven sampai didapat berat konstan pada suhu 103±20C. Nilai kadar air dihitung menggunakan rumus:
KA =
BKU−BKT
BKT x 100
Keterangan : KA = Kadar air (%)
BKU = Berat kering udara (g) BKT = Berat kering tanur (g) 3. Penentuan Daya Serap air
Daya serap air papan partikel dihitung berdasarkan berat sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 24 jam. Nilai daya serap air dihitung menggunakan rumus:
DSA =
D2−D1
D1 x 100
Keterangan : DSA = Daya serap air (%) D1 = Berat awal (g)
D2 = Berat setelah perendaman (g) 4. Penentuan Pengembangan Tebal
Pengembangan tebal didasarkan atas tebal sebelum dan sesudah perendaman air selama 24 jam. Nilai pengembangan tebal dihitung menggunakan rumus:
PT =
T2−T1
T1 x 100
Keterangan : PT = Pengembangan tebal (%) T1 = Tebal awal (cm)
20
3.7.3 Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel TKKS
1. Penentuan Modulus Lentur (Modulus of Elasticity, MOE) Pengujian dilakukan menggunakan alat uji mekanis Instron. Contoh uji dalam kondisi kering udara dibentangkan dengan jarak sangga 15 kali tebal nominal tetapi tidak kurang dari 7,5 cm, kemudian pembebanan dilakukan ditengah-tengah jarak sangga seperti pada Gambar 9. Nilai MOE dihitung menggunakan rumus:
MOE = ∆PL3
4∆ybh3
Keterangan : MOE = Modulus of Elasticity (kg/cm2)
∆P = Perubahan beban yang digunakan (kg) L = Jarak penyangga (cm)
∆y = Perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) b = Lebar contoh uji (cm)
h = Tebal contoh uji (cm)
2. Penentuan Modulus Patah (Modulus of Rupture, MOR)
Pengujian modulus patah menggunakan contoh uji yang sama dengan contoh uji pengujian modulus lentur. Nilai MOR dapat dihitung menggunakan rumus:
MOR = 3PL 2bh2
Keterangan : MOR = Modulus of Rupture (kg/cm2) P = Berat beban sampai patah (kg)
L = Panjang bentang (cm)
Gambar 8 Pengujian MOE dan MOR 3. Keteguhan Rekat (Internal Bond, IB)
Keteguhan rekat diketahui dengan menggunakan mesin UTM Instron sama seperti pada pengujian keteguhan lentur dan keteguhan. Nilai keteguhan rekat internal dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
IB = P A
Keterangan : IB = Internal bond (kg/cm2)
P = Beban saat ikatan partikel lepas (kg) A = Luas permukaan contoh uji (cm2) 4. Kuat Pegang Sekrup (Screw Holding Power)
Pengujian kuat pegang sekrup tegak lurus permukaan adalah sebagai berikut: contoh uji dipasang sekrup berdiameter 3,1 hingga kedalaman 8 mm. Kemudian contoh uji diapit kanan dan kiri. Sekrup kemudian ditarik ke atas hingga beban maksimum, yaitu sampai sekrup tercabut. Kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam satuan kilogram (kg).
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Tandan Kosong Kelapa SawitKualitas papan partikel dari hasil penelitian dengan menggunakan perekat likuida TKKS meliputi sifat fisis: kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal; serta sifat mekanis: modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR), kuat pegang sekrup, dan internal bond (IB).
Secara keseluruhan, kualitas papan partikel TKKS dengan menggunakan perekat likuida TKKS dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini:
Tabel 2 Kualitas papan partikel dengan perekat likuida TKKS
Kadar Perekat- Fortifikasi
Sifat Fisis Sifat Mekanis
Kerapatan (g/cm3) Kadar Air (%) Daya Serap Air (%) Pengem- bangan Tebal (%) MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2) Kuat Pegang Sekrup (kg) Internal Bond (kg/cm2) P10-F0 0.70 7.79 281.18 150.85 2787.52 23.43 16.00 0.22 P10-F5 0.88 10.89 210.30 219.71 3492.86 34.35 47.38 0.5 P10-F10 0.76 10.92 231.96 274.35 5694.66 45.55 21.25 0.71 P10-F15 P15-F0 0.82 10.58 194.50 282.83 5292.76 44.91 37.86 0.39 0.74 7.79 237.08 151.24 3338.36 24.31 24.65 0.21 P15-F5 0.84 9.75 200.7 292.45 9131.08 86.80 40.73 1.33 P15-F10 0.81 9.91 205.7 279.01 9832.32 88.44 39.32 0.46 P15-F15 0.85 9.37 193.61 288.95 11251.6 92.49 40.22 0.44 P20-F0 0.73 7.94 268.78 147.67 4176.12 25.19 22.93 0.16 P20-F5 0.84 9.35 195.89 263.85 10871.71 81.37 50.74 0.79 P20-F10 0.93 12.13 226.5 229.86 6256.65 50.21 62.12 0.33 P20-F15 0.86 11.16 191.3 265.52 7859.68 53.5 38.18 0.32 Rata-rata 0.81 9.79 219.79 237.18 6665.44 54.21 36.78 0.49 JIS A 5908-2003 0.40-0.90 5-13 - Maks 12 Min
2000 Min 82 Min 31 Min 1.5 Keterangan: P10-F0 = kadar perekat likuida 10% dan kadar fortifikasi 0%
(kontrol); P10-F5 = kadar perekat likuida 10% dan kadar fortifikasi 5%; P10-F10 = kadar perekat likuida 10% dan kadar fortifikasi 10% dan seterusnya.
1. Kerapatan
Kerapatan merupakan perbandingan antara massa kayu dengan volumenya. Hasil pengujian diperoleh kerapatan papan partikel tertinggi hasil penelitian terdapat pada papan dengan perlakuan kadar perekat 20% dan kadar fortifikasi MF 10% dengan nilai kerapatan sebesar 0.93 g/cm³, sedangkan nilai kerapatan terendah terdapat pada papan dengan perlakuan kadar perekat 10% dan tanpa fortifikasi (kontrol) dengan nilai kerapatan sebesar 0.70 g/cm³. Nilai kerapatan rata-rata sebesar 0.81 g/cm³.
Kerapatan rata-rata pada kadar perekat 10% sebesar 0.79 g/cm³; pada kadar perekat 15% sebesar 0.81 g/cm³; dan pada kadar perekat 20% sebesar 0.84 g/cm³. JIS A 5908 (2003) mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel berkisar antara 0.4 gr/cm³-0.9 gr/cm³. Nilai-nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang digunakan untuk papan partikel berkerapatan sedang.
Gambar 10 Histogram hubungan kerapatan dengan kadar perekat
Dari gambar terlihat bahwa dengan bertambahnya kadar perekat dan kadar fortifikasi MF maka terjadi peningkatan kerapatan papan partikel yang dihasilkan. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Tsoumis (1991) yang diacu dalam Masiprahma (2006) yang menyatakan bahwa penambahan perekat akan mempengaruhi kerapatan papan partikel.
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10% 15% 20% Ke ra pa ta n ( g /c m ³) Kadar Perekat 0% 5% 10% 15% Kadar fortifikasi JIS A 5908 (2003) = 0.4-0.9
24
Kerapatan papan yang dihasilkan secara keseluruhan lebih besar dibanding dengan kerapatan sasaran yang telah ditentukan sebelumnya yaitu 0.7 g/cm³ dan memiliki nilai yang bervariasi. Hal ini diduga disebabkan karena kemerataan dalam penyemprotan perekat likuida TKKS sehingga ikatan antar partikel menjadi kuat. Adanya nilai yang bervariasi tersebut diduga dapat disebabkan karena penyebaran partikel yang kurang seragam pada setiap bagiannya yang mempengaruhi hasil pengujian kerapatan.
2. Kadar Air
Kadar air papan partikel menunjukkan banyaknya persentase jumlah air yang terkandung di dalam papan partikel tersebut terhadap berat kering oven (BKO).
Papan partikel yang dihasilkan dengan kadar air tertinggi terdapat pada papan dengan perlakuan kadar perekat 20% dan kadar fortifikasi MF 10% dengan nilai kadar air sebesar 12.13%, sedangkan kadar air terendah terdapat pada papan partikel dengan perlakuan kadar perekat 10% dan tanpa fortifikasi (kontrol) dengan nilai kadar air sebesar 7.79%. Nilai kadar air rata-rata sebesar 9.79%.
Gambar 11 Histogram hubungan kadar air dengan kadar perekat
Nilai kadar air rata-rata pada kadar perekat 10% sebesar 10.04%; pada kadar perekat 15% sebesar 9.21%; dan pada kadar perekat 20% sebesar 10.14%. JIS A 5908 (2003) mensyaratkan nilai kadar air papan partikel yaitu berkisar
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 10% 15% 20% Ka da r A ir ( % )
Kadar Perekat Likuida
0% 5% 10% 15% Kadar Fortifikasi JIS A 5908 (2003) = 5%-13%
antara 5%-13%. Nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan pada penelitian ini telah memenuhi standar yang digunakan.
Dilihat dari histogram (Gambar 11) hubungan kadar air dengan kadar perekat dapat diketahui bahwa nilai kadar air papan partikel ini cenderung menurun pada penambahan kadar perekat dan kadar fortifikasinya tetapi pada kadar perekat likuida 20% dengan kadar fortifikasi 10% dan 15% mempunyai nilai kadar air yang lebih tinggi, hal ini diduga karena kurang meratanya perekat yang dicampurkan terhadap partikel TKKS (kurang homogen). Keseluruhan nilai kadar air pada penelitian ini sejalan dengan pernyataan Sutigno (1994) yang diacu dalam Jatmiko (2006) yang menyatakan bahwa kadar air papan partikel dipengaruhi oleh kerapatan papan partikelnya, karena semakin tinggi kerapatan papan partikel maka semakin rendah nilai kadar airnya.
3. Pengembangan Tebal
Pengembangan tebal menunjukkan persentase penambahan tebal papan partikel setelah direndam dalam air selama 24 jam terhadap tebal papan awal. Nilai pengembangan tebal tertinggi terdapat pada kadar perekat 15% dengan kadar fortifikasi MF 5% yaitu sebesar 292.45%. Nilai pengembangan tebal terendah diperoleh 147.67% untuk papan partikel TKKS dengan kadar perekat 20% dan tanpa fortifikasi MF (kontrol). Nilai pengembangan tebal rata-rata sebesar 237.18%.
Nilai pengembangan tebal rata-rata pada kadar perekat 10% sebesar 231.93%; pada kadar perekat 15% sebesar 252.91%; dan pada kadar perekat 20% sebesar 226.72%, sedangkan nilai pengembangan tebal yang disyaratkan JIS A 5908 (2003) adalah maksimal sebesar 12%. Nilai pengembangan tebal yang dihasilkan pada penelitian tersebut belum memenuhi standard JIS A 5908 (2003) karena pengembangan tebal yang terjadi jauh melebihi standard yang ada.
26
Gambar 12 Histogram hubungan pengembangan tebal dengan kadar perekat
Dilihat dari Gambar 12 diketahui bahwa penambahan kadar fortifikasi MF cenderung meningkatkan nilai pengembangan tebal papan partikel. Nilai pengembangan tebal meningkat pada kadar perekat 15% dan menurun pada kadar perekat 20% dengan penambahan kadar fortifikasinya, hal ini diduga karena tidak meratanya pencampuran perekat likuida 15% yang telah terfortifikasi MF dengan partikel TKKS yang mengakibatkan pori-pori partikel tidak terlapisi oleh perekat fortifikasi MF sehingga pori-pori partikel TKKS lebih mudah memperbesar kontak dengan air.
Nilai pengembangan tebal secara keseluruhan pada penelitian ini sangat tinggi. Hal ini diduga karena adanya kandungan zat ekstraktif yang tersisa pada partikel TKKS yang menghambatkan dan melemahkan ikatan antar perekat dan partikel TKKS sehingga ketika dilakukan perendaman dalam air dingin selama 24 jam mengakibatkan nilai pengembangan tebal menjadi sangat tinggi. Suhartina (2012) menyatakan bahwa partikel TKKS memiliki kadar ekstraktif yang tinggi sebesar 14.9%.
4. Daya Serap Air
Daya serap air merupakan persentase berat papan partikel yang menunjukkan banyaknya air yang diserap oleh papan partikel setelah direndam dengan air selama 24 jam. Daya serap air bukan merupakan sifat fisis yang disyaratkan oleh JIS A 5908 (2003), namun demikian daya serap air merupakan
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 10% 15% 20% P e n g e mb a n g a n T e b a l ( %)
Kadar Perekat Likuida
0% 5% 10% 15% Kadar Fortifikasi JIS A 5908 (2003) = Maks 12%
sifat fisis papan partikel yang perlu diperhatikan karena sangat mempengaruhi kualitas papan partikel.Semakin kecil daya serap air maka kualitas papan partikel akan semakin baik. Daya serap air mempunyai hubungan linear dengan pengembangan tebal.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai daya serap air tertinggi terdapat pada kadar perekat 10% dan tanpa fortifikasi (kontrol) sebesar 281.18%. Nilai daya serap air terendah diperoleh 191.3% untuk papan partikel TKKS dengan kadar perekat 20% dan kadar fortifikasi MF 15%. Nilai daya serap air rata-rata pada kadar perekat 10% adalah 229.49%; pada kadar perekat 15% sebesar 209.27%; dan pada kadar perekat 20% sebesar 220.62%. Nilai daya serap air rata-rata secara keseluruhan sebesar 219.79%.
Gambar 13 Histogram hubungan daya serap air dengan kadar perekat
Nilai daya serap air pada penelitian ini cenderung menurun seiring dengan penambahan kadar perekat dan kadar fortifikasinya. Nilai daya serap air yang tinggi tersebut diduga disebabkan karena jenis partikel yang digunakan yaitu berupa serat sehingga lebih mudah menyerap air. Sutigno (1994) yang diacu dalam Jatmiko (2006) menyatakan bahwa kualitas papan partikel tergantung pada jenis dan ukuran partikel yang digunakan. Partikel yang mempunyai bahan berupa serbuk yang bersifat higroskopis akan mudah menyerap air.
0 50 100 150 200 250 300 10% 15% 20% Da ya Se ra p A ir ( %) Kadar Perekat 0% 5% 10% 15% Kadar Fortifikasi
28
4.2Sifat Mekanis Papan Partikel Tandan Kosong Kelapa Sawit
