KUALITAS PAPAN SEMEN
DARI KAYU Acacia mangium Willd.
DENGAN SUBSTITUSI FLY ASH
HECKHEL
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2007
RINGKASAN
HECKHEL. Kualitas Papan Semen Dari Kayu Acacia mangium Willd. Dengan Substitusi Fly Ash. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Dede Hermawan, MSc.
Papan semen partikel merupakan salah satu produk dari panil kayu yang berpotensi cukup besar untuk dikembangkan. Papan semen partikel adalah papan tiruan yang terbuat dari campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, semen dan bahan tambahan serta diberi perlakuan kempa dingin. Papan semen ini memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan produk biokomposit lainnya, antara lain : tahan terhadap serangan jamur, serangga dan api, serta memiliki stabilitas dimensi yang tinggi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas papan semen partikel dan mempelajari pengaruh substitusi semen dengan fly ash terhadap sifat fisis dan mekanisnya.
Bahan yang digunakan adalah Acacia mangium Willd., semen Portland tipe I merk Holcim dan fly ash. Adonan pembuatan papan semen partikel terdiri dari semen, air dan partikel dengan perbandingan 2,5 : 1,25 :1,0. Taraf substitusi sebagian semen dalam penelitian adalah 5%, 10%, 20%, 50%.
Suhu hidrasi terjadi akibat reaksi eksotermik antara semen dan air. Nilainya merupakan salah satu indikator kesesuaian kayu sebagai bahan baku papan semen partikel. Suhu dan waktu hidrasi dipengaruhi oleh zat ekstraktif sehingga zat ekstraktif dapat menghambat pengerasan semen.
Pengaruh substitusi fly ash terhadap sifat fisis dan sifat mekanis papan
semen partikel dianalisa menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dan dilanjutkan dengan uji Duncan.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa suhu hidrasi semakin naik dengan meningkatnya taraf semen tersubstitusi, kecuali pada taraf substitusi 50%. Tingkat semen tersubstitusi sampai dengan 50% menghasilkan suhu hidrasi yang tergolong sedang (36 - 41°C), berdasarkan penggolongan oleh LPHH Bogor.
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa substitusi semen oleh fly
ash berpengaruh nyata terhadap seluruh sifat fisis dan mekanis papan partikel
semen yang dihasilkan. Kerapatan papan semen partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini telah memenuhi standar JIS A 5417 (1992) dan Bison (1975). Sedangkan untuk kadar air, pengembangan linear, dan pengembangan tebal papan semen partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini hanya memenuhi standar JIS A 5417 (1992).
Seluruh sifat mekanis (MOR, MOE, IB, kuat pegang sekrup) papan partikel semen hasil penelitian masih dibawah kualitas yang disyaratkan oleh standar JIS A 5417-1992 maupun Bison (1975), kecuali pada MOE papan semen dengan taraf substitusi 0% sudah mencapai standar yang ditentukan oleh JIS A 5417-1992.
Quality of Cement Bonded Particle Board From Acacia mangium Willd. Wood
With Substitution of Fly Ash HECKHEL1), DEDE HERMAWAN2)
Introduction: Cement bonded particle board is one kind of wood composite that has large potency to be developed. Cement bonded particle board made from mixture of wood particles or other lignocelluloses materials, cement and additives, and then cold pressed. Cement bonded particle board has many advantages compared to other bio-composite product, which are: resistance to fire, mold and insects, and also has high dimension stability. Hydration temperature happened because of exothermic reaction between cement and water. Hydration temperature is compatibility indicator between wood particle and cement. Hydration time and temperature are affected by extractives, because extractive can barrier cement hydration. The aims of this research was to find out the quality of cement bonded particle board and the effect of cement substitution with fly ash to board physical and mechanical properties. This research was doing during May-August 2006 period at bio-composite laboratory (Faculty of Forestry) and Energy Electrification Laboratory (Faculty of Agricultural Technology) IPB.
Methods: Material that used was Acacia mangium Willd particle, type I Portland cement
(with Holcim Brand) and fly ash. Cement bonded particle board was made from cement water and wood particle with comparison 2,5 : 1,0 : 1,25. This blending was matted with woody mat former with actual size 30 x30 cm. It should have covered with plastic and zinc mat all over the mat former. After the mat forming process, it continued with setting process. Setting process is a process with that formed blending and was given a specific pressure 35 Kg/cm2, continues with oven process with 600C for 24 hours. After the setting process, panel was removed from the oven. Plastic and zinc mat that covered the panels are released. Next process of making Cement bonded particle board was curing process. This process refers to panels curing that consist of two stages. The first stage was panel overlayed at room temperature for three weeks. The second stage was re-oven the panels at temperature ± 800C for 10 hours. The last step of board making process was conditioning at room temperature for one week.
Result and Discussion: Substituted cement level until 50% produced medium hydration temperature (36 - 41°C), based on LPHH Bogor classification. All Physical properties of cement bonded particle board (Density value, water content, linear swelling, thickness swelling) have fulfilled standard of JIS A 5417 (1992). Mechanical properties consisted Internal of Bond (IB) with value range from 1,04 – 2,43 kg/cm², Modulus of Elasticity (MOE) value range from 5928.11 – 25519.40 kg/cm², Modulus of Rupture (MOR) value range from 17,18 – 58,73kg/cm², screw hold strength value range from 14,43 – 25,69kg. All Physical properties of cement bonded particle board was not fulfiled standard of JIS A 5417 (1992).
Conclusion: Result of statistical analysis indicated that substitution cement by fly ash had an affect on physical and mechanical properties of cement bonded particle board.
.
THO
Advisor
Dr. Ir. Dede Hermawan, MSc. Department of Forest Product
1) Student of Department of Forest Product, Faculty of Forestry IPB 2) Lecturer of Department of Forest Product, Faculty of Forestry IPB
KUALITAS PAPAN SEMEN
DARI KAYU Acacia mangium Willd.
DENGAN SUBSTITUSI FLY ASH
HECKHEL
Skripsi
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2007
Judul Skripsi : Kualitas Papan Semen dari Kayu Acacia
mangium Willd. dengan Substitusi Fly Ash
Nama Mahasiswa : Heckhel NRP : E 24102060 Departemen : Hasil Hutan
Disetujui, Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc. NIP. 131 950 984
Diketahui,
Dekan Fakultas Kehutanan Insitut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. H.Cecep Kusmana, M.S. NIP. 131 430 799
PRAKATA
Syukur alhamdulilah penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T, karena atas segala nikmat dan karunia-Nya, karena hanya dengan pertolongan-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini berjudul “Kualitas Papan Semen dari Kayu Acacia mangium Willd. dengan Substitusi Fly Ash ”. Skripsi ini memuat laporan penelitian yang dilakukan penulis untuk mengetahui pengaruh subsitusi semen dengan fly ash terhadap kualitas papan semen yang dihasilkan. Penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Dengan penuh kerendahan hati penulis mengucapakan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada pihak-pihak yang telah membantu :
1. Keluarga tercinta yang telah memberikan kasih sayang, doa dan restu serta pengorbanan yang terbaik bagi putranya.
2. Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc. yang telah memberikan bantuan, arahan, nasihat dan bimbingan dalam penulisan skripsi ini.
3. Bapak Ir. Suwarno Sutarahardja sebagai dosen penguji wakil dari Departemen Manajemen Hutan yang telah memberikan nasihat, kritik dan saran yang membangun.
4. Bapak Dr. Ir. A. Machmud Thohari, DEA. sebagai dosen penguji wakil dari Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan yang telah memberikan kritik dan sarannya.
5. Teman-teman THH’39 (Indra, Chiput, Aconk, Ace, Ieka, dll.), THH’40 (Welly, Pupuy, Ina, Rico, dll.), keluarga besar Fahutan IPB, Teman Seperjuangan saya Sesar, teman-teman saya (Baby, Bonita, Wisnu, Videl, Adam, Dimas, ).
Semoga tulisan ini dapat bermanfaat dan dapat menjadi sumber informasi bagi yang menggunakannya.
Bogor, Januari 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 28 Maret 1984. Penulis merupakan anak tungal, buah hati pasangan Jackenad Muthian dan Helmy Rama Yanthie
Jenjang pendidikan formal yang dilalui penulis adalah pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri Polisi I bogor tahun 1990-1996, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama pada SLTP Negeri V Bogor tahun 1996-1999 dan Sekolah Menengah Umum di SMU Negeri 1 Bogor tahun 1999-2002.
Pada tahun 2002 penulis berhasil lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI), pada Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan. Tahun 2004 penulis mengambil Sub-Program Studi Pengolahan Hasil Hutan dan pada tahun 2005 memilih Biokomposit sebagai bidang keahlian.
Pada tahun 2005 penulis melakukan kegiatan Praktek Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) di Getas (Jawa Timur), Cilacap, dan Batu Raden. Pada bulan Februari - Maret 2006 penulis melakukan Praktek Kerja Lapang di PT. Anditya Furniture, Bogor.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana kehutanan di Fakultas Kehutanan IPB, penulis menyusun skripsi dengan judul ”Kualitas Papan Semen Dari Kayu Acacia mangium Willd Dengan Subsitusi Fly Ash” di bawah bimbingan Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc.
i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... v DAFTAR LAMPIRAN ... vi PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1 Tujuan ... 2 Manfaat ... 2 Hipotesa ... 2 TINJAUAN PUSTAKA Papan Semen Partikel ... 3
Semen ... 5
Abu Terbang (Fly Ash) ... 7
Pembuatan Papan Semen ... 9
Sifat Fisis dan Mekanis Papan Semen ... 10
Suhu Hidrasi ... 12
Kayu Acacia mangium Willd ... 14
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 15
Bahan dan Alat Penelitian... 15
Metode Penelitian... 15
Standar Pengujian Papan Semen Partikel ... 25
Rancangan Percobaan dan Analisis Data ... 26
HASIL DAN PEMBAHASAN Suhu Hidrasi ... 28
Sifat Fisis Papan Semen Partikel ... 30
Kerapatan ... 30
Kadar Air ... 32
Pengembangan Linear ... 34
Pengembangan Tebal ... 36
Daya Serap Air ... 39
Sifat Mekanis Papan Semen Partikel... 42
Keteguhan Patah atau Modulus of Rupture (MOR) ………….... 42
Keteguhan Lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) ……….... 44
ii
Kuat Pegang Sekrup ... 47
KESIMPULAN DAN SARAN ... 50
DAFTAR PUSTAKA ... 51
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Persyaratan standar papan semen partikel menurut Bison, 1975 ... 3
2. Persyaratan standar papan semen partikel menurut JIS A5417-1992 .... 4
3. Komposisi bahan kimia semen portland ... 7
4. Komposisi bahan kimia penyusun fly ash ... 8
5. Komposisi bahan untuk pengujian suhu hidrasi ... 16
6. Komposisi bahan adonan dalam pembuatan papan semen partikel ... 18
7. analisis sidik ragam sifat-sifat papan semen ... 27
8. Suhu hidrasi semen pada berbagai macam adonan ... 29
9. Hasil analisis kerapatan panil pada berbagai taraf perlakuan ... 31
10. Uji lanjut Duncan terhadap nilai kerapatan panil pada berbagai... taraf perlakuan... 32
11. Hasil analisis kadar air panil pada berbagai taraf perlakuan ... 33
12. Uji lanjut Duncan terhadap nilai kadar air panil pada berbagai ... taraf perlakuan... 33
13. Hasil analisis pengembangan linear panil setelah perendaman 2 jam ... pada berbagai taraf perlakuan ... 35
14. Hasil analisis pengembangan linear panil setelah perendaman 24 jam ... pada berbagai taraf perlakuan ... 35
15. Uji lanjut Duncan terhadap nilai pengembangan linear panil ... setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan ... 36
16.Uji lanjut Duncan terhadap nilai pengembangan linear panil ... setelah perendaman 24 jam pada berbagai taraf perlakuan ... 36
17. Hasil analisis pengembangan tebal panil setelah perendaman ... 2 jam pada berbagai taraf perlakuan ... 38
18. Hasil analisis pengembangan tebal panil setelah perendaman ... 24 jam pada berbagai taraf perlakuan ... 38
19. Uji lanjut Duncan terhadap nilai pengembangan tebal panil ... setelah perendaman 2 jam pada berbagai taraf perlakuan... 39
