PENGUJIAN SIFAT FISIS PAPAN
DARI CAMPURAN LIMBAH SERAT BATANG KELAPA SAWIT
DAN SERBUK KAYU INDUSTRI DENGAN PEREKAT
POLIESTER
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Negeri Medan
OLEH
BETRI ANGGRIANI
NIM. 5133210006
PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK SIPIL
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
BETRI ANGGGRIANI. NIM 5133210006, “Pengujian Sifat Fisis Papan Dari Campuran Limbah Serat Batang Kelapa Sawit dan Serbuk Kayu Industri Dengan Perekat Poliester”. Dibimbing oleh : Kinanti Wijaya, M.Sc. Medan: Fakultas Teknik, Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan, Prodi D-3 teknik Sipil, Universitas Negeri Medan, 2017.
Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisis dan jenis papan yang dihasilkan dari campuran serat batang kelapa sawit dan serbuk kayu industri dengan perekat poliester. Sifat fisis adalah sifat yang tidak berhubungan dengan pengaruh gaya dari luar, adapun sifat fisis papan ini yaitu, kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal. Penelitian ini merupakan penelitian ekperimental dan analisis yang digunakan adalah analisis rata-rata hasil pengujian. Pada penelitian ini digunakan tiga variasi perbandingan, yaitu pada sampel A dengan perbandingan 15% : 15% : 40% : 30%, sampel B dengan perbandingan 20% : 20% : 30% : 30%, dan sampel C dengan perbandingan 25% : 25% : 25% : 25%. Perbandingan persentase campuran ini diperoleh dari berat total keseluruhan sampel rencana. Pada pengujian yang dilakukan diperoleh nilai kerapatan papan pada sampel A, yaitu 0,99 g/cm3, sampel B dengan nilai 0,94 g/cm3dan sampel C, yaitu 0,91 g/cm3. Nilai kadar air yang diperoleh pada sampel A yaitu, 5,69%, sampel B, yaitu 6,14% dan pada sampel C yaitu, 8%. Dan nilai pengembangan tebal pada sampel A yaitu,0,76%, sampel B yaitu, 0,99% dan sampel C dengan nilai 1,13%. Jadi dari hasil nilai sifat fisis yang diperoleh, kerapatan tertinggi terdapat pada sampel A, kadar air dan pengembangan tebal tertinggi terdapat pada sampel C. Berdasarkan nilai hasil pengujian yang dilakukan, papan yang dihasilkan merupakan papan serat berkerapatan tinggi yang memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) 01-4449-2006.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang maha Esa
atas berkat dan karuniaNYA penulis diberikan kesehatan dan kekuatan sehingga
penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini berjudul “Pengujian Sifat Fisis Papan Dari Campuran
Limbah Serat Batang Kelapa Sawit dan Serbuk Kayu Industri Dengan
Perekat Poliester” . Tugas Akhir adalah salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Ahli Madya Pada Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Negeri Medan.
Dalam proses penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis tidak
lupa mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ibu Kinanti Wijaya, M.Sc sebagai dosen pembimbing Tugas Akhir yang
telah mengarahkan dan membimbing penulis selama penyusunan Tugas
Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Harun Sitompul. M.Pd sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Negeri Medan.
3. Bapak Drs. Asri Lubis, ST, M.Pd sebagai Ketua Jurusan Pendidikan Teknik
Bangunan dan dosen penasehat akademik yang telah membimbing penulis
selama perkuliahan.
4. Ibu Irma Novrianty Nasution, S.T., M.Ds. sebagai Ketua Prodi D3 Teknik
ii
5. Bapak/Ibu Dosen dan Pegawai Administrasi Fakultas Teknik Universitas
Negeri Medan.
6. Teristimewa kepada keluarga yang saya sayangi, Ibunda Ristaulina Marbun
dan Ayahanda Pangarimpunan Tambunan serta adik-adik yang sangat saya
sayangi yang telah memberikan doa, dukungan, semangat dan materi
sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.
7. Kak Fanny Novita Purba selaku asisten Lab Pendidikan Teknik Bangunan
UNIMED, yang selalu memberikan arahan dan saran selama proses
penelitian Tugas Akhir ini.
8. Sahabat-sahabat yang selalu ada dan saya sayangi Hasyifa Syamil yang juga
sebagai rekan seperjuangan tugas akhir, Vera Siagian, Syaputri sitompul dan
terkhusus Maju Septian Simanjuntak serta teman-teman seperjuangan
keluarga besar D-3 Teknik Sipil stambuk 2013 yang selalu memberi
kebersamaan, semangat, dukungan untuk terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengharapkan agar Tugas Akhir ini dapat memberikan
manfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya. Penulis menyadari
bahwa isi Tugas Akhir ini mempunyai banyak kekurangan, oleh karena itu penulis
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun guna menyempurnakan
Tugas Akhir ini. Sekian dan terima kasih.
Medan, Desember 2016
Betri Anggriani
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat Dasar Batang Kelapa Sawit... 8
Tabel 2.2 Produksi Kayu Gergajian dan Perkiraan Jumlah Limbah ... 11
Tabel 2.3 Toleransi Tebal Papan Partikel ... 13
Tabel 2.4 Contoh Uji Laboratoris ... 16
Tabel 2.5 Klasifikasi Papan Serat Berdasarkan Kerapatan ... 16
Tabel 3.1 Tabel Mix Design ... 29
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kerapatan... 32
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kadar Air ... 34
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Pengembangan Tebal... 36
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 25
Gambar 3.2 Diagram Alir Persiapan Serat Batang Kelapa Sawit ... 26
Gambar 3.3 Diagram Alir Persiapan Serbuk Kayu ... 27
Gambar 3.4 Diagram Alir Persiapan Poliester ... 28
Gambar 3.5 Diagram Alir Persiapan Wax Emulsion... 28
Gambar 3.6 Pencetakan Bahan ... 30
Gambar 3.7 Proses Pengempaan ... 30
Gambar 3.8 Perawatan Sampel ... 31
Gambar 3.9Pola Potongan Sampel Uji... 31
Gambar 4.1 Grafik Nilai Kerapatan ... 33
Gambar 4.2 Grafik Nilai Kadar Air ... 35
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat Permohonan Judul dan Pembimbing Tugas Akhir
Lampiran 2. Surat Penugasan Dosen Pembimbing
Lampiran 3. Surat Pergantian Judul Tugas Akhir
Lampiran 4. Surat Permohonan Penggunaan Alat Laboratorium
Lampiran 5. Daftar Asistensi Tugas Akhir
Lampiran 6. Daftar Asistensi Perbaikan Tugas Akhir
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan manusia terhadap kayu sebagai konstruksi, bangunan atau
furniture terus meningkat seiring dengan meningkatnya pertambahan jumlah
penduduk, sementara ketersediaan kayu sebagai bahan baku terus menurun
( Jamilah, 2009 ). Menurut Direktorat Bina Produksi Kehutanan (2006) bahwa
produksi kayu bulat dalam kurun waktu 2001-2005 berkisar antara 11-21 juta
m3/tahun kecuali tahun 2005 produksi kayu bulat tersebut mencapai 24 juta
m3/tahun. Hal ini menunjukkan kebutuhan kayu Indonesia diperkirakan akan
terjadi peningkatan setiap tahunnya. Padahal kemampuan alam untuk
menyediakan kayu tersebut sangatlah terbatas. Sejalan dengan program
perlindungan hutan, harga material bangunan yang berhubungan dengan kayu
relatif meningkat harga jualnya karena keterbatasan barang.
Disisi lain produksi industri kayu menghasilkan banyak limbah, faktanya
kebanyakan industri kayu memiliki kelemahan dibidang efisiensi bahan yang
menyebabkan limbah merupakan hasil sampingan pokok dari industri yang
mereka jalankan (Cahyandri, 2010). Limbah utama dari industri kayu dibedakan
menjadi beberapa jenis, diantaranya kulit kayu, potongan-potongan kecil dan
serpihan-serpihan kayu hasil penggergajian dan pemotongan, serta serbuk kayu
dan debu (Pari, 2002). Adapun limbah berupa serbuk gergaji pemanfaatannya
masih belum optimal. Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu
komersial. Namun untuk industri penggergajian kayu skala industri kecil yang
jumlahnya mencapai ribuan unit dan tersebar di pedesaan, limbah ini belum
dimanfaatkan secara optimal. Pada industri pengolahan kayu sebagian limbah
serbuk kayu biasanya digunakan sebagai bahan bakar tungku, atau dibakar begitu
saja tanpa penggunaan yang berarti, sehingga dapat menimbulkan pencemaran
lingkungan. Dalam rangka efisiensi penggunaan kayu perlu diupayakan
pemanfaatan serbuk kayu menjadi produk yang lebih bermanfaat. Sehinga muncul
upaya bagaimana mengatasi masalah yang ada, yaitu inovasi untuk menambah
jenis papan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat terhadap kayu. Salah satu
upaya yang dilakukan adalah pembuatan papan komposit dengan menggunakan
serbuk kayu industri.
Papan komposit adalah produk majemuk dengan bahan baku kombinasi
partikel, venir, serat dengan perekat sintetis/organik (Wulandari, 2013). Menurut
Rangkuti (2011) keunggulan produk ini antara lain biaya produksi lebih murah,
bahan bakunya melimpah, dan memiliki sifat-sifat yang lebih baik.
Menurut Wijaya, dkk (2016) berdasarkan hasil analisis saringan yang
dilakukan pada serat batang kelapa sawit menunjukkan berbagai ukuran sehingga
distribusi serat dikatakan sangat baik, sehingga campuran ukuran serat dapat
digunakan sebagai bahan untuk papan partikel, papan serat, atau papan komposit.
Indonesia merupakan salah satu negara terbesar penghasil kelapa sawit di
dunia dengan luas areal 3,76 juta Ha atau 314% dari luas total kebun kelapa sawit
3
hasil produksi kelapa sawit tersebut menghasilkan limbah, gundukan limbah
kelapa sawit meninggi setiap harinya. Limbah sawit ini berupa cangkang, serat
pelepah sawit, dan batang kelapa sawit. Limbah adalah kotoran atau buangan
yang merupakan komponen pencemaran yang terdiri dari zat atau bahan yang
tidak mempunyai kegunaan lagi bagi masyarakat. Limbah ini merupakan sumber
pencemaran yang potensial bagi manusia dan lingkungan, sehingga pabrik
dituntut untuk mengolah limbah melalui berbagai pendekatan teknologi
pengolahan limbah. Sedangkan untuk limbah padat yaitu batang kelapa sawit
yang dihasilkan dari lahan kelapa sawit masih belum diupayakan dengan baik
oleh masyarakat, sebagian besar dibiarkan hingga membusuk dan sebagian juga
ada yang membakarnya.
Oleh karena itu mencermati dari apa yang telah dijabarkan di atas dan
didukung oleh penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, maka dilakukan
penelitian dengan judul “Pengujian Sifat Fisis Papan Dari Campuran Limbah
Serat Batang Kelapa Sawit dan Serbuk Kayu Industri Dengan Perekat Poliester”.
Pengujian sifat fisis ini perlu dilakukan untuk mengetahui apakah papan
layak digunakan atau tidak. Sesuai dengan SNI 03-2105-2006 ( papan partikel )
dan SNI 01-4449-2006 ( papan serat ) memilki kriteria sifat fisis papan yang
sudah ditentukan. Adapun sifat-sifat fisis papan yang akan diuji diantaranya,
kerapatan, kadar air, dan pengembangan tebal. Seperti pada SNI 03-2105-2006
untuk nilai kerapatan yang ditentukan adalah 0,40 gr/cm3 - 0,90 gr/cm3.
gr/cm3untuk papan serat berkerapatan rendah, 0,40-0,84 gr/cm3untuk papan serat
berkerapatan sedang dan > 0,84 gr/cm3untuk papan serat berkerapatan tinggi.
1.2 Rumusan Masalah
Dalam permasalahan yang diungkap dalam penelitian ini adalah tentang
pembuatan dan pengujian yang dilakukan pada bahan yang dihasilkan dari
campuran serat batang kelapa sawit dan serbuk kayu dengan perekat poliester,
yang mengacu pada SNI 03-2105-2006 dan SNI 01-4449-2006. Selanjutnya
rumusan masalah tersebut dijabarkan dalam beberapa pertanyaan penelitian
seperti berikut :
a. Bagaimana melakukan pemeriksaan sifat fisis papan?
b. Bagaimana hasil pengujian kerapatan papan?
c. Bagaimana hasil pengujian kadar air papan?
d. Bagaimana hasil pengujian pengembangan tebal papan?
e. Jenis papan apa yang dihasilkan berdasarkan pengujian yang dilakukan?
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah diterapkan untuk menghindari perkembangan
permasalahan yang terlalu luas. Batasan masalah dalam penelitian ini yaitu,
pengujian sifat fisis yang mengacu pada SNI 03-2105-2006 dan SNI
01-4449-2006 diantaranya kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal. Adapun
parameter yang digunakan dalam penelitian ini adalah rasio perbandingan serat
batang kelapa sawit, serbuk kayu dan bahan perekat poliester dalam pembuatan
5
15% : 40% : 30%, untuk sampel B = 20% : 20% : 30% : 30%, dan untuk sampel
C = 25% : 25% : 25% : 25%.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujun penelitian berdasarkan pada latar belakang dan rumusan masalah di
atas adalah : untuk mengetahui sifat fisis papan yang dihasilkan dari campuran
serat batang kelapa sawit dan serbuk kayu dengan perekat poliester yang mengacu
pada SNI 03-2105-2006 dan SNI 01-4449-2006.
Selanjutnya tujuan tersebut dijabarkan dalam beberapa tujuan penelitian
seperti berikut :
a. Untuk mengetahui bagimana pemeriksaan fisis papan.
b. Untuk mengetahui hasil pengujian kerapatan papan.
c. Untuk mengetahui hasil pengujian kadar air papan.
d. Untuk mengetahui hasil pengujian pengembangan tebal papan.
e. Untuk mengetahui jenis papan yang dihasilkan dari pengujian yang
dilakukan.
1.5 Manfaat Penelitian
a. Manfaat atau Kegunaan Teoritis
Sebagai suatu karya ilmiah, hasil penelitian ini diharapkan dapat
memberikan konstribusi bagi perkembangan ilmu pengetahuan pada
khususnya, dan masyarakat pada umumnya mengenai pemanfaatan serat
batang kelapa sawit dan serbuk kayu sebagai bahan bangunan. Hasil
penelitian ini dapat digunakan sebagai pedoman untuk kegiatan penelitian
b. Manfaat atau Kegunaan Praktis
1) Meningkatkan pengetahuan pembaca tentang pembuatan bahan hasil
campuran serat batang kelapa sawit dan serbuk kayu, baik untuk
diteliti maupun untuk masyarakat umum.
2) Meningkatkan nilai tambah limbah batang kelapa sawit dan limbah
serbuk kayu.
3) Memberikan informasi tentang penggunaan bahan perekat poliester
pada campuran serat batang kelapa sawit dan serbuk kayu.
4) Melihat dan menganalisis hasil pengujian berdasarkan sifat fisis bahan
38
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1) Pemeriksaan sifat fisis pada papan dilakukan dengan melakukan beberapa
pengujian diantaranya, kerapatan, kadar air, dan pengembangan tebal.
2) Sifat fisis yang dihasilkan pada pengujian kerapatan papan diperoleh nilai
kerapatan terendah pada sampel C yaitu 0,91 g/cm3 dan yang tertinggi pada
sampel A yaitu 0,99. Dari hasil nilai kerapatan yang diperoleh ditinjau dari
SNI 01-4449-2006, papan serat, yaitu dihasilkan papan serat dengan
berkerapatan tinggi (PSKT) yang mana nilai kerapatannya >0,84.
Sedangkan jika ditinjau pada SNI 03-2105-2006 nilai kerapatan yang
dihasilkan melebihi standarisasi yang ditetapkan yaitu antara 0,40 g/cm3
-0,90 g/cm3.
3) Kadar air papan yang dihasilkan berkisar antara 5,69 % - 8,00 %. Dimana
nilai kadar air tertinggi yaitu pada sampel C sedangkan untuk nilai kadar air
terendah pada sampel A. Hasil nilai kadar air yang diperoleh termasuk
ke dalam kriteria SNI 01-4449-2006 papan serat berkerapatan tinggi dengan
kadar air yaitu maximal 13% dan juga termasuk pada syarat SNI
4) Pada pengujian pengembangan tebal papan, nilai pengembangan tebal
terendah yaitu pada sampel A dengan nilai 0,76% dan yang tertinggi pada
sampel C dengan nilai 1,13%. Standar Nasional Indonesia (SNI)
03-2105-2006, papan partikel, nilai pengembangan tebal yang disyaratkan
maksimum 12%, dengan hasil yang didapat maka pengembangan tebal
papan sudah memenuhi syarat. Sedangkan di tinjau berdasarkan Standar
Nasional Indonesia (SNI) 01-4449-2006, papan serat, nilai pengembangan
tebal papan yang dihasilkan termasuk pada kriteria papan serat dengan nilai
maksimum pengembangan tebal 10%.
5) Jadi, berdasarkan nilai hasil pengujian yang dilakukan maka sampel papan
yang dihasilkan termasuk jenis papan serat yang sesuai dengan Standar
Nasional Indonesia (SNI) 01-4449-2006, dan merupakan ke dalam kriteria
papan serat berkerapatan tinggi. Dari semua sampel papan, papan yang baik
digunakan adalah pada sampel A.
5.2 Saran
Agar dilakukan penelitian lanjutan yang lebih konfrehensif dan kaitannya
dengan pencapaian hasil yang lebih optimal yaitu meliputi :
1) Komposisi yang lebih bervariasi.
2) Pengadukan (pencampuran) serat dengan perekat yang lebih homogen, dan
40
3) Selanjutnya perlu dilakukan pengujian sifat mekanik pada papan yang
DAFTAR PUSTAKA
Bakar, E. S. 2003. Kayu Sawit Sebagai Substitusi Kayu dari Hutan Alam. Forum Komunikasi dan Teknologi dan Industri Kayu 2 : 5 - 6. Bogor.
Cahyandri, D. 2007. Pemanfaatan Limbah Kayu Sebagai Bahan Dasar
Pembuatan Papan Partikel : Jurnal.unimus.ac.id. Vol. 5, No. 1.
Direktorat Jenderal Bina Marga Produksi Kehutanan. 2006. Data Statistik
Produksi Kayu Tahun 2001-2005.
Departemen Kehutanan dan Perkebunan. 2000. Panduan Kehutanan Indonesia. Jakarta.
Gurning, N. 2013. Pembuatan Beton Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit. Medan : Jurnal Ilmu Fisika. Vol. 31(1), 13-20.
Hakim, L., Febrianti, F. 2005. Karakteristik Fisis Papan Komposit Dari Serat
Batang Pisang Dengan Perlakuan Alkali. Peronema Forestry Science Journal. Vol. 1, No. 1, ISSN 1829 6343.
Haygreen, J. G. Dan J. L. Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Universitas Gadja Mada. Yogyakarta.
Jamilah, M., Risnasari, I., Nuryawan, A., dan Febrianto, F. 2009. Kualitas Papan
Komposit dari Limbah Batang Kelapa Sawit dan Polyethylene Daur Ulang :
Jurnal Teknik Sipil. Vol. 19 (1), 16-20.
Mawardi, I. 2009. Mutu Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit Berbasis Perekat
Polystyrene : Jurnal Teknik Mesin. Vol. 11, No. 2, 91–96.
Maryanti, B., Wahyudi, S. 2011. Pengaruh Alkalisasi Komposit serat Kelapa –
Poliester Terhadap Kekuatan Tarik : Jurnal Rekayasa Mesin. Vol. 2, No. 2,
123–129.
Pari, G. 2002. Teknologi alternatif Pemanfaatan Limbah Industri pengolahan
Kayu. Makalah falsafah Sains (Pps 702). Program Pasca Sarjana. Institut
Pertanian Bogor
Rangkuti, Z. 2011. Pembuatan dan Karakterisasi Papan Partikel Dari Campuran
Resin Poliester dan Serat Kulit Jagung. Tesis Mahasiswa FMIPA
Universitas Sumatera Utara.
Standar Nasional Indonesia (SNI) 03 –2105–2006. 2006. Papan Partikel. Badan
Standarisasi Nasional. ICS. 79. 060. 20.
Siregar , E. A. 2006. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Com – Ply dari Limbah Batang Kelapa Sawit, Kertas Koran Bekas, dan Vinir Meranti. Skripsi
Mahasiswa Fakultas Pertanian USU.
Wijaya, K., Siregar, Z. A., dan Sutrisno. 2016. Preliminary Study of Sieves
Analysis of Fiber Oil Palm Trunk Which Potential as Building Material : Journal of Applied Physics. Vol 8, Issue 4 Ver. III.
Windasari, R. 2013. Pembuatan dan Karakteristik Plafon dari Ampas Tebu
dengan Perekat Poliester : Jurnal Ilmu Fisika. Vol. 5, No. 3.
Wulandari, T. F. 2013. Produk Papan Komposit dengan Pemanfaatan Limbah
