TINJAUAN PUSTAKA
Papan Semen Partikel
Papan semen adalah papan tiruan yang menggunakan semen sebagai
perekatnya sedangkan bahan bakunya dapat berupa partikel kayu atau partikel
bahan berlignoselulosa lainnya. Papan semen juga lebih tahan terhadap serangan
rayap tanah dibanding bahan baku kayunya (Sukartana dkk., 2000). Dengan
demikian papan semen merupakan salah satu bahan bangunan yang tahan lama
dalam penggunaannya sehingga biaya pemeliharaan rumah yang terbuat dari
papan semen akan lebih murah.
Papan semen partikel memiliki ketahanan yang istimewa terhadap
perusakan, pembusukan, serangga perusak dan api. Hal ini mengakibatkan papan
semen partikel sangat cocok digunakan sebagai dinding eksterior dan interior
(Haygreen dan Bowyer, 1989).
Papan semen di samping memiliki kelebihan juga memiliki kelemahan
dibanding papan tiruan lainnya antara lain adalah berat dan penggunaannya lebih
terbatas sebagai bahan bangunan. Menurut Moslemi dan Pfister (1987) diperlukan
waktu yang lama bagi papan semen untuk benar-benar mengeras sebelum
mencapai kekuatan yang cukup. Kelemahan lainnya adalah tidak semua jenis kayu
atau bahan berlignoselulosa dapat digunakan sebagai bahan baku papan semen
karena adanya zat ekstraktif seperti gula, tanin dan minyak yang dapat
mengganggu pengerasan semen dengan bahan baku tersebut.
Berdasarkan kesesuaian jenis kayu sebagai bahan papan semen dikenal
tiga macam mutu yaitu baik, sedang dan jelek. Pengujiannya dilakukan
reaksi antara semen, kayu dan air. Bila suhu maksimum lebih dari 41°C termasuk
baik, 36°C–41°C termasuk sedang dan kurang dari 36°C termasuk jelek
(Sulastiningsih dan Sutigno, 2008).
Beberapa faktor yang menentukan sifat papan semen antara lain
perbandingan (rasio) semen dengan partikel kayu, besarnya tekanan kempa,
kerapatan papan, jenis mineral perekat (semen) yang digunakan, kadar air partikel
kayu, dimensi (ukuran) partikel kayu dan pengeras atau katalisator (Prayitno,
1995).
Sifat-sifat dan Penggunaan Papan Semen Partikel
Papan semen partikel memiliki sifat yang istimewa dibandingkan jenis
papan tiruan lainnya yaitu tidak dihasilkannya emisi bahan-bahan kimia yang
berbahaya dan tidak mempengaruhi kualitas udara dalam ruangan selama
penggunaan (Pease, 1994). Persyaratan standar sifat-sifat fisis dan mekanis papan
semen partikel menurut paten Bison (1975) adalah :
1. Sifat fisis
a. Kerapatan 1,25 kg/m3 (pada perbandingan partikel dan semen = 1 : 2,75).
b. Kadar air sebesar 12-15%.
c. Pengembangan tebal selama 2 jam (0,8-1,2%), selama 24 jam (1,2-2,0%),
selama 28 hari (1,2-2,0%).
d. Pengembangan linier adalah 0,3-0,4%.
e. Ketahanan terhadap cuaca dan uap air, pada kisaran [(-20)-200C] tidak ada
perubahan dalam kerapatan papan.
g. Isolasi terhadap suara adalah 30 dB untuk kayu lapis dengan ketebalan 12
mm, 36 dB untuk satu lapis ketebalan 14 mm dan (45-50 dB) untuk dua
lapis dengan ketebalan 16 mm dan 18 mm dengan celah udara 50 mm.
2. Sifat mekanis
Untuk panil yang kerapatannya 1,250 kg/m3 dan tebal 16 mm adalah:
a. Keteguhan patah adalah 90-150 kg/cm2.
b. Keteguhan tarik tegak lurus permukaan panil adalah 4-6 kg/cm2.
c. Keteguhan tekan sebesar 150 kg/cm2.
d. Modulus elastisitas (sifat kekakuan) sebesar 30.000-50.000 kg/cm2.
e. Kuat pegang sekrup untuk panil dengan tebal 12-24 mm adalah 90-120
kg/cm2.
f. Kuat pegang paku pada arah tegak lurus permukaan untuk panil yang
tebalnya 12-24 mm adalah 40-80 kg/cm2.
Bison (1975) juga menyatakan bahwa sifat-sifat papan semen partikel
ditentukan oleh dua komponen dasar, yaitu kayu atau bahan berlignoselulosa
lainnya dan semen sebagai bahan perekatnya. Papan semen partikel ini bisa
dilapisi dengan bahan lain yang mempunyai kekuatan yang baik.
Simatupang (1974), menetapkan bahan bangunan yang terbuat dari
campuran semen dan partikel kayu dapat dibagi atas 3 kelas, yaitu :
1. Papan semen kayu yang memiliki berat jenis lebih kecil atau sama dengan 0,7
digunakan untuk bahan isolasi, dinding atap pabrik terutama untuk daerah
beriklim sedang dan panas.
2. Papan semen kayu yang memiliki berat jenis 0,7-0,9 dapat digunakan untuk
3. Papan semen kayu yang memiliki berat jenis lebih dari 0,9 banyak digunakan
untuk lantai di daerah beriklim panas.
Sifat fisis dan mekanis papan semen yang terpenting adalah kerapatan,
kadar air, pengembangan tebal, daya serap air, modulus patah, modulus elastisitas
dan keteguhan rekat internal. Sifat ini penting terutama untuk pemakaian
struktural seperti pelapisan, atas lantai, dinding sisi, dan bagian-bagian industri
yang memerlukan kekuatan dan ketegaran (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Penggunaan akhir papan semen partikel antara lain untuk dinding bangunan
pabrik, konstruksi bangunan tanpa tiang, peredam suara, dinding dan pagar taman,
sebagai pengganti papan asbes dan pengganti kayu lapis.
Bahan Pengisi Papan Semen Partikel a. Partikel Serutan
Menurut Maloney (1977) dalam Kusuma (2003) seperti halnya dengan
papan partikel maka bentuk partikel untuk papan semen antara lain dapat berupa
selumbar (flake), serutan (shaving), untai (strand), suban (splinter) atau wol kayu
(exselsior). Bentuk partikel yang digunakan dalam penelitian ini adalah serutan
(shaving) yang diperoleh dari limbah industri pensil yang selama ini kurang
dimanfaatkan.
Partikel serutan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu
sembarang, pihak industri pensil tidak meneliti jenis kayu apa yang mereka
gunakan. Sulastiningsih dan Sutigno (2008) mengatakan bahwa tidak semua jenis
partikel kayu atau bahan berlignoselulosa dapat digunakan sebagai bahan baku
papan semen karena adanya zat ekstraktif seperti gula, tanin dan minyak yang
Ukuran partikel juga dapat mempengaruhi sifat fisis dan mekanis papan
semen yang akan dihasilkan. Mujtahid (2010) menyatakan partikel dengan ukuran
yang lebih kecil tertutup baik oleh semen dan memiliki ikatan yang lebih erat
antara rasio massa partikel dan semen yang digunakan. Ukuran partikel yang kecil
mempunyai luas permukaan partikel yang lebih besar sehingga ikatan antar
partikel akan semakin efektif. Partikel serutan pensil merupakan jenis partikel
yang tergolong kecil sehingga cukup baik digunakan sebagai bahan baku
pembuatan papan semen.
Zhongli dkk., (2007) juga mengatakan bahwa ukuran mesh yang besar
menghasilkan permukaan kasar dan ikatan antar partikel lemah sehingga ada pori
di antara partikel serta tidak semua partikel berikatan baik dengan matrik,
sementara ukuran partikel yang kecil menghasilkan permukaan yang halus dan
ikatan antar partikel yang baik karena matrik berikatan baik dengan partikel.
b. Semen
Semen atau magnesit berfungsi sebagai bahan pengikat. Namun oleh
karena magnesit sukar didapat maka semen saja sudah cukup baik dan memadai
sebagai bahan pengikat (Dumanauw, 1990). Semen sebagai bahan pengikat
partikel memiliki ketahanan yang istimewa terhadap perusakan dan pembusukan,
serangga dan api, sehingga papan partikel yang menggunakan perekat semen
cocok untuk permukaan dinding-dinding eksterior dan interior (Haygreen &
Bowyer, 1989).
Berdasarkan fungsi semen sebagai perekat, maka semen dibedakan
menjadi semen portland dan sorell. Semen portland ialah perekat hidrolis yang
tidak akan larut dalam air. Bahan baku semen portland adalah batu kapur dan
tanah liat yang mengandung oksida besi, alumina, dan silika, serta oksida lainnya.
Sedangkan semen sorell dibuat dari campuran bahan MgCl2 dan MgO
(Simatupang, 1974).
Penambahan air pada semen menghasilkan suatu pasta yang jika
mengering akan mempunyai kekuatan seperti batu. Jumlah air yang digunakan
untuk sejumlah semen menentukan kualitas adukan campuran yang dihasilkan.
Apabila air sedikit, maka kemudahan dalam pekerjaan tidak tercapai, sedangkan
apabila air terlalu banyak akan mengurangi kekuatan semen. Semen portland
cenderung lebih tahan terhadap air dan sifat mengeras lebih cepat dibandingkan
dengan jenis semen yang lain, sehingga umum diapakai dalam pembuatan papan
semen partikel (Mulyono, 2003).
Menurut Hermawan (2001) pencampuran semen dan air dalam produksi
papan semen partikel akan menyebabkan terjadinya reaksi antara komponen
semen dengan air yang menghasilkan kalsium silikat hidrat dan kalsium karbonat.
Kedua senyawa tersebut kemudian saling berikatan membentuk kristal-kristal
padat dan melapisi partikel kayu dalam lembaran panil.
c. Katalisator MgCl2
Katalisator berfungsi untuk meningkatkan ikatan antara bahan pengikat
(semen) dan partikel kayu agar tercapai ikatan yang optimum dan juga
mempengaruhi proses secara cepat sehingga didapatkan hasil akhir yang baik.
Namun setiap jenis kayu memberikan respon yang berbeda terhadap jenis katalis
yang digunakan dalam pembuatan papan semen partikel (Cabangon dkk, 1998
Sulastiningsih (2002) dalam penelitiannya mengungkapkan bahwa jenis
katalis sangat berpengaruh terhadap sifat pengembangan tebal, pengembangan
linier dan penyerapan air papan semen. Secara keseluruhan penggunaan katalis
MgCl2 memberikan sifat kestabilan dimensi lebih baik dibanding katalis lainnya.
Konsentrasi katalis yang digunakaan berbeda-beda dalam setiap
pembuatan papan semen. Konsentrasi katalis MgCl2 yang umumnya dipakai
adalah 3%, namun berdasarkan penelitian Sulastiningsih dkk., (2000) pembuatan
papan semen menggunakan bambu betung sebagai partikel dan MgCl2 sebagai
katalisator pada konsentrasi 0%; 2,5%; 5%; 7,5%; 10% menghasilkan nilai
maksimum MOR, MOE dan internal bond (IB) pada konsentrasi 5%.
Rasio Komposisi Semen dan Partikel
Rasio semen dengan partikel kayu merupakan salah satu parameter
penting yang mempengaruhi sifat papan semen yang dihasilkan. Menurut Bison
(1975) dalam pembuatan papan semen partikel, perbandingan antara partikel dan
semen berdasarkan berat adalah sekitar 1,00 : 2,75. Berdasarkan rasio komposisi
partikel : semen, kayu hanya menyusun sekitar 27% berdasarkan berat produk dan
selebihnya didominasi oleh semen (Haygreen & Bowyer, 1989).
Menurut Hakim dan Sucipto (2011) dalam penelitiannya membuat papan
semen dari serat kertas kardus mengatakan bahwa semakin banyak semen yang
digunakan semakin kuat papan yang dihasilkan. Rasio semen:serat 60 : 40
merupakan rasio terbaik dalam menghasilkan nilai MOR.
Dalam penelitian mengenai sifat fisik dan mekanik komposit kayu
semen-serbuk gergaji yang dilakukan oleh Bakri dkk (2006) diketahui bahwa rasio semen
Pada papan dengan rasio yang tinggi, maka proporsi semen yang digunakan untuk
membuat papan lebih banyak dibandingkan proporsi serbuk gergaji. Papan yang
mempunyai proporsi semen lebih banyak akan bersifat lebih kuat, sehingga
kemampuan papan menahan beban akan lebih besar. Kondisi seperti ini akan
menghasilkan papan yang mempunyai nilai MOR lebih besar.
Target Kerapatan Papan Semen Partikel
Menurut Sulastiningsih dkk., (2000) dalam penelitiannya membuat papan
semen dari partikel bambu menyatakan bahwa papan semen harus memiliki target
kerapatan yang tinggi, target kerapatan yang baik dalam pembuatan papan semen
adalah 1,19 gr/cm3. Pada standar Bison (1975) kepadatan maksimum untuk papan
semen adalah 1,25 gr/cm3 dengan rasio kayu:semen sekitar 1:1,18.
Menurut Karlinasari (2011) dalam penelitiannya membuat papan partikel
wol semen dari beberapa kayu cepat tumbuh dengan berbagai target kerapatan
dihasilkan bahwa semakin tinggi kerapatan semakin tinggi kuat lentur papan
semen tersebut. Hal ini karena semakin tinggi kerapatan suatu bahan maka
kekompakan masa bahan pengisi papan komposit semakin tinggi sehingga
kekuatan lenturnya akan semakin tinggi. Papan semen dari kayu sengon memiliki
nilai MOR tertinggi mencapai 136 kg/cm2, diikuti papan wol semen kayu afrika
dan sengon dengan nilai masing-masing 84 dan 65 kg/cm2 untuk kerapatan 1,0
