i
PENGARUH RASIO KOMPOSISI SEMEN DAN PARTIKEL
TERHADAP KUALITAS PAPAN SEMEN PARTIKEL DARI
LIMBAH INDUSTRI PENSIL
SKRIPSI
Oleh:
Desi Natarina Sembiring 111201074
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ii
Judul Penelitian : Pengaruh Rasio Komposisi Semen dan Partikel Terhadap Kualitas Papan Semen Partikel dari Limbah Industri Pensil.
Nama Mahasiswa : Desi Natarina Sembiring
NIM : 111201074
Program Studi/ Minat : Kehutanan/ Teknologi Hasil Hutan
Menyetujui Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim S.Hut., M.Si. Tito Sucipto S.Hut., M.Si. Ketua Anggota
Siti Latifah S.Hut., M.Si., Ph.D Ketua Program Studi Kehutanan
Desi Natarina Sembiring. Pengaruh Rasio Kompisisi Semen dan Partikel Terhadap Kualitas Papan Semen dari Limbah Indusrti Pensil. Dibimbing oleh Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si.danTito Sucipto, S.Hut, M.Si.
ABSTRAK
Papan semen yang berasal dari limbah industri pensil belum banyak dikembangkan di Indonesia.Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan semen dari partikel serutan pensil, menentukan rasio semen dan partikel tebaik serta menganalisis pengaruh rasio perbandingan semen dan partikel terhadap kualitas papan semen yang dihasilkan.Nilai rasio semen dan partikel yang digunakan adalah 90:10; 85:15; 80:20 dan 75:25.Katalis yang digunakan adalah magnesium klorida (MgCl2) sebesar 5% dari berat semen.
Papan semen dibuat dengan ukuran 25cmx25cmx1cm dengan kerapatan target sebesar 1,2 g/cm3. Metode pada penelitian ini menggunakan 2 tahap pengerasan.Tahap pertama dilakukan pengerasan udara menggunakan kempa dingin selama ± 4 hari dan dilanjutkan dengan pengovenan selama 24 jam pada suhu 80̊ C.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan semen partikel menghasilkan nilai kerapatan sebesar 0,73-1,13 g/cm3, kadar air sebesar 8,37-12,16%, daya serap air pada perendaman 2 jam dan 24 jam berturut-turut sebesar 23,78-43,48% dan 27,33-51,90%, pengembangan tebal pada perendaman 2 jam dan 24 jam berturut-turut sebesar 0,79-1,82%, dan 1,39-2,89%, uji MOE sebesar 114,21-880,17 kg/cm2, uji MOR sebesar 7,32-18,52 kg/cm2 dan uji IB sebesar 0,88-1,56 kg/cm2. Nilai kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal 2 jam serta 24 jam telah memenuhi standar JIS A 5417-1992 sedangkan sifat mekanis papan semen belum memenuhi standar. Perlakuan rasio komposisi semen dan partikel tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap kualitas papan semen partikel yang dihasilkan. Rasio komposisi terbaik pada penelitian ini adalah 80:20 dibandingkan rasio 90:10; 85:15 dan 75:25.
Desi Natarina Sembiring. The Influence of Cement-to-Particle Ratio on The Quality of Cementboard made of Pencil Industry waste. Supervised by Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si. and Tito Sucipto, S.Hut, M.Si.
ABSTRACT
Cement-Bonded Particleboard made of pencil industry waste has not to developed in Indonesian. The main objective of this research was to evaluate the physical and mechanical properties of cement bonded from pencil shavings particles, determine the optimum cement-to-particle ratio and analyze the effect of cement/particle ratio on the quality of cement-bonded particleboard. The treatment of cement/particle ratio were 90:10; 85:15; 80:20 and 75:25. The chemical additives were magnesium chloride (MgCl2) as an accelerator
amounting to 5% based of the weight of cement. Cement-Bonded Particleboard was made with size 25cmx25cmx1cm with 1,2 g/cm3as a density target. Methods of this research were two steps curing. The first step was air curing using cold press for ±4 days and continued of second step was oven curing at 80̊ C for 24 hours.
The result of the research showed that cement-bonded particleboard produced density value around 0,73-1,13 g/cm3, moisture content 8,37-12,16%, water absorption on immersion 2 hours and 24 hours around 23,78-43,48% and 27,33-51,90%, thickness swelling on immersion 2 hours and 24 hours around 0,79-1,82% and 1,39-2,89%, modulus of elasticity around 114,21-880,17 kg/cm2, modulus of rupture around 7,32-18,52 kg/cm2 and internal bond around 0,88-1,56 kg/cm2. Density, water content and the thickness swelling of 2 hours and 24 hours have fulfilled the standard of JIS A 5417-1992. The mechanical properties were not fulfilled yet. Cement-to-particle ratio in the research did not significant effect on the quality of cement-bonded particleboard. The effect of cement/particle ratio on the research showed that 80:20 is very good compared from 90:10; 85:15 and 75:25.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Patumbak pada tanggal 16 Desember 1993.Penulis
adalah putri ketiga dari tiga bersaudara, anak dari pasangan Rulih Sembiring dan
Sertali Br Barus.
Penulis memulai pendidikan di SD Negeri 101796 Patumbak, lulus tahun
2005. Penulis melanjutkan pendidikan di SMP Negeri 1 Patumbak dan lulus tahun
2008. Tahun 2011, penulis lulus dari SMA Swasta Santa Maria Medan dan pada
tahun yang sama lulus seleksi masuk USU melalui jalur SMNPTN. Penulis
memilih Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian dengan minat studi
Teknologi Hasil Hutan.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif di sejumlah organisasi
kemahasiswaan yakni sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Sylva (Himas)
tahun 2011-2014 serta Ikatan Mahasiswa Karo (IMKA) Pertanian USU tahun
2011-2015. Pada tahun 2014 penulis menjadi asisten praktikum Sifat Kimia Kayu.
Penulis telah melaksanakan Praktikum Pengenalan dan Pengolahan
Ekosistem Hutan (P2EH) selama 10 hari di Tahura Bukit Barisan,
Berastagi.Penulis juga melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Perhutani
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan segala rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga skripsi
yang berjudul ”Pengaruh Rasio Komposisi Semen dan Partikel Terhadap Kualitas
Papan Semen Partikel dari Limbah Industri Pensil” dapat diselesaikan. Skripsi ini
diharapkan dapat memberikan sebuah alternatif pemanfaatan limbah industri
pensil untuk menghasilkan produk yang bermanfaat, ekonomis serta dapat
dikembangkan sebagai alternatif untuk substitusi kayu. Skripsi ini berisi tentang
evaluasi kualitas papan semen (terhadap sifat fisis dan mekanis) dari partikel
serutan pensil dengan beberapa perbandingan komposisi semen, partikel, air dan
bahan aditif.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Luthfi Hakim, S.Hut,
M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut, M.Si selaku komisi pembimbing yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga
skripsi ini bermanfaat tidak hanya bagi mahasiswa dari Kehutanan Universitas
Sumatera Utara saja, namun juga bermanfaat bagi setiap orang yang
membacanya.Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Mei 2015
DAFTAR ISI
Pembuatan Papan Semen Partikel ... 5
Sifat-Sifat dan Penggunaan Papan Semen Partikel ... 6
Bahan Pengisi Partikel Serutan ... 8
Semen ... 10
Faktor Pengerasan Semen ... 12
Katalisator Magnesium Klorida (MgCl2) ... 13
Rasio Komposisi Semen dan Partikel ... 14
METODOLOGI
Perhitungan Bahan Baku dan Semen ... 17
Pembuatan Papan Semen Partikel ... 18
Pengkondisian ... 19
Pengujian Papan Semen Partikel Pengujian Sifat Fisis ... 20
Pengujian Sifat Mekanis ... 22
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran Suhu Hidrasi ... 27
Sifat Fisis Papan Semen Kerapatan ... 29
Kadar air ... 32
Pengembangan tebal... 34
Daya serap air ... 36
Sifat Mekanis Papan Semen Partikel Keteguhan lentur (MOE)... 39
Keteguhan patah (MOR) ... 41
Keteguhan rekat internal (internal bond) ... 43
Rekapitulasi Sifat Fisis & Mekanis Papan Semen Partikel ... 45
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 47
Saran ... 47
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Komposisi kebutuhan bahan baku papan semen partikel ... 17 2. Suhu hidrasi tertinggi dan waktu yang dicapai ... 28 3. Rekapitulasi sifat fisis dan mekanis papan semen partikel serutan
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Sistem pengempaan dingin ... 19
2. Pola pemotongan contoh uji ... 20
3. Pengujian MOE dan MOR ... 23
4. Bagan alir penelitian ... 26
5. Grafik suhu hidrasi partikel serutan pensil dan semen... 27
6. Grafik nilai kerapatan papan semen partikel serutan pensil... 30
7. Grafik nilai KA papan semen partikel serutan pensil ... 32
8. Grafik nilai pengembangan tebal pada 2 jam dan 24 jam papan semen partikel serutan pensil ... 34
9. Grafik nilai daya serap air pada 2 jam dan 24 jam papan semen partikel serutan pensil ... 37
10.Grafik nilai MOE papan semen partikel serutan pensil ... 39
11.Grafik nilai MOR papan semen partikel serutan pensil ... 42
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Data suhu hidrasi partikel serutan pensil dan semen ... 53
2. Data kerapatan papan semen partikel ... 54
3. Data kadar air papan semen partikel ... 54
4. Data pengembangan tebal setelah perendaman selama 2 jam dan 24jam ... 55
5. Data daya serap air setelah perendaman selama 2 jamdan 24 jam ... 56
6. Data MOE, MOR dan IB papan semen partikel ... 56
7. Analisis ragam kerapatan papan semen partikel ... 56
8. Analisis ragam kadar air papan semen partikel... 57
9. Analisis ragam pengembangan tebal 2 jam dan 24 jam papan semen partikel ... 57
10.Analisis ragam daya serap air 2 jam dan 24 jam papan semen partikel... 57
11.Analisis ragam MOE papan semen partikel ... 57
12.Analisis ragam MOR papan semen partikel... 57
13.Analisis ragam IB papan semen partikel ... 58
