TINJAUAN PUSTAKA
Kertas Kardus
Kardus atau Corrugated Paper sebagai sebuah bahan dasar kemasan memiliki daur hidup yang sangat singkat, dihargai hanya selama proses distribusi produk dari produsen kekonsumen berlangsung. Material kardus untuk saat ini dipandang sebagai kebutuhan sekunder dalam suatu proses produksi industri. Kenyataannya kardus sangat rasionil dan potensial dalam satu rekayasa desain,
memenuhi kriteria untuk digunakan sebagai bahan baku utama (Willy dan Yahya, 2001).
Karton dupleks adalah karton yang terdiri dari dua lapisan atau lebih. Lapisan atas berwarna putih dan mempunyai sifat cetak yang baik. Beberapa perubahan spesifikasi karton dupleks dilakukan untuk mengantisipasi kemajuan dan perkembangan baru dibidang industri kertas dan karton serta untuk memenuhi berbagai tuntutan dari konsumen. Spesifikasi karton dupleks dibuat berdasarkan hasil studi literatur, pengujian contoh karton dupleks yang ada di pasaran, spesifikasi yang diusulkan oleh pabrik kertas, dan keinginan pengguna karton dupleks (BSN, 2008).
Kardus sebagai bahan dasar kemasan yang memiliki daur hidup singkat, memiliki kelebihan dan kelemahan, diantaranya yaitu :
a. Struktur kardus olahan atau hasil recycle tidak jauh berbeda dengan kardus baru, perbedaan utamanya adalah ketebalan yang terjadi karena penambahan lapisan gelombang.
b. Proses cetak dilakukan dengan sistem cetak sablon (silk-screen printing), masking, atau hand-painting. Teknik pencetakan sablon cukup sulit untuk diterapkan karena permukaan material ini tidak begitu rata, disebabkan alur gelombang atau flute; sehingga bagian yang cekung tidak dapat tercapai oleh screen sablon dan tinta tidak dapat tercetak dengan merata.
c. Kertas sebagai bahan dasar tidak tahan terhadap air, dan kelembaban; baik yang disebabkan oleh zat cair, atau kelembaban udara. Sehingga harus dilakukan penjemuran, atau pemanasan dengan plat lain (misalnya lampu sorot, oven dll) untuk mengembalikan kekuatan struktur material. dalam keadaan kadar air tinggi, sangat mudah terjadi perubahan permukaan, atau kekuatan struktur golombang, dan yang paling parah, terbukanya rekatan antar lapisan.
d. Ketebalan material yang tersusun dari lapisan-lapisan kardus berdampak langsung terhadap kekuatan struktur material. semakin banyak lapisan; atau semakin tebal material, maka semakin kuat pula struktur material tersebut. ketebalan material dapat disesuaikan dengan kebutuhan kekuatan struktur untuk aplikasi pembuatan produk.
e. Penyusunan lapisan dengan menggunakan sistem modul pada saat perekatan, mempermudah proses pembuatan material untuk menyesuaikan ukuran material yang dibutuhkan untuk membuat sebuah produk. Hal ini dapat menekan banyaknya material yang terbuang.
f. Sisi potongan terbuka tidak efektif untuk aplikasi yang berhubungan langsung dengan pengguna/benda lain secara berulang-ulang. Hal ini dapat diatasi dengan penambahan lapisan yang menutup sisi potongan tersebut.
g. Berasal dari bahan baku yang dapat didaur ulang, dan karena penambahan unsur lain (perekat) berbasis air; maka material ini layak untuk diproses daur ulang, dan bersifat bio-degradable (dapat diurai oleh tanah).
h. Proses produksi tidak membutuhkan peralatan khusus yang mahal, dan tidak membutuhkan keahlian khusus, maka kardus olahan dapat dibuat/diproduksi dalam skala pribadi, rumah tangga, industri kecil, hingga industri besar, untuk menanggulangi kardus bekas menjadi limbah.
i. Pengolahan dapat dilakukan dengan mudah untuk menghasilkan produk dengan sistem bongkar-pasang.
(Willy dan Yahya, 2001). Papan Semen
Papan semen merupakan papan tiruan yang menggunakan semen sebagai perekat (matriks) sedangkan bahan bakunya dapat berupa partikel kayu atau partikel bahan berlignoselulosa lainnya. 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 (excelcior). Papan semen memiliki sifat yang lebih baik dibanding dengan partikel yaitu lebih tahan terhadap jamur, tahan air dan tahan api (Maloney, 1977).
Papan semen lebih tahan terhadap serangan rayap tanah dibanding bahan baku kayunya. Papan semen merupakan salah satu bahan bangunan yang tahan lama dalam penggunaannya, sehingga biaya pemeliharaan rumah yang terbuat dari papan semen akan lebih murah. Di samping itu, industri papan semen dapat memanfaatkan kau dengan ukuran yang kecil seperti limbah industri kayu, limbah eksploitasi, kau hasil penjarangan dan kayu diameter kecil dan utan tanaman
sehingga pemanfaatan kayu dapat ditingkatkan. Industri papan semen sudah lama dikenal di Indonesia, tetapi perkembangannya lambat (Sukartana et al., 2000).
Menurut Suprayitno dan Prayitno (1998) dalam Silaban (2006), pada dasarnya sifat-sifat papan semen partikel/serat ditentukan oleh dua komponen dasar, yaitu kayu atau bahan yang mengandung lignoselulosa sebagai bahan baku dan semen sebagi perekatnya. Selain itu beberapa faktor yang mempengaruhi sifat papan semen yaitu, jumlah air yang dicampur dalam semen, kadar semen, jenis partikel/serat, bahan tambahan (additive), waktu pengempaan, waktu pengkondisian dan besar tekanannya. Faktor-faktor tersebut akan mempengaruhi produk akhir yang dihasilkan pada pembuatan papan semen. Dengan adanya ketetapan terhadap faktor-faktor tersebut diharapkan dapat memberikan manfaat yang besar terhadap sifat suatu jenis papan semen.
Beberapa belahan dunia, papan semen digunakan sebagai pelengkap untuk dinding dan pelapis lantai bangunan. Pada bagian luar bangunan berfungsi sebagai papan untuk melapisi dan pada bagian dalam berfungsi sebagai pelindung. Papan berkerapatan tinggi digunakan untuk lantai, penutup atap, pintu tahan api, dinding penahan muatan, dan pembentuk lapisan semen (Youngquist, 1999).
Menurut Suprayitno dan Prayitno (1998) dalam Silaban (2006), proses pembuatan papan semen tidak begitu rumit, sehingga dapat dilakukan dengan ketrampilan tangan manusia. Mesin-mesin pembuat papan semen sudah diproduksi dan dipasarkan secara luas sehingga produksi papan semen akan menjadi sangat mudah dan dapat dilakukan produksi dalam jumlah besar dan akhirnya dapat memenuhi ketentuan akan perumahan.
Modal intensif dan pengalaman teknologi dari pabrik serat kayu semen telah dibuat sebagai rem untuk pengembangan industri pada negara-negara berkembang, kecuali ada perusahaan multinasional yang memilih mengembangkan kegiatan mereka kepada beberapa negara sebagai alasan akses pemasaran atau keuntungan dari harga produksi yang lebih rendah. Seringkali, kebanyakan bukan permasalahan papan wol kayu semen, lazimnya dan mungkin paling baik diketahui turunan komposit kayu semen. Secara jelas komposit serat kayu semen dan papan partikel semen, papan wol kayu semen dapat dibuat dalam pabrik yang kecil, pengeluaran yang rendah, dan ketahanannya terhadap kelembaban dan biodeteriorasi, khususnya serangan rayap, membuatnya secara khusus sesuai untuk bangunan di daerah tropis dan sub-tropis. Jadi, pabrik papan wol kayu semen menjadi dikembangkan pada banyak Negara berkembang. Contohnya, sekarang ini di Pilipina ada industri papan wol kayu semen yang menggunakan jenis-jenis asli cepat tumbuh (atau limbah pertanian) dan secara lokal pabrik pengembangan. Industri menghasilkan variasi yang lebar dari produk panel disesuaikan dengan pasar lokal. Ironisnya, pada beberapa penerapan, produk-produk ini dalam persaingan langsung dengan produk semen bertulang serat kayu. Ketika pengembangan industri papan wol kayu semen di negara berkembang lainnya tidak sesuai di Filipina, menariknya dalam produk dan komposit kayu semen lainnya tetap tinggi dan ada program penelitian yang berjalan untuk mendukung industri dalam kebanyakan Negara-negara yang lebih besar di wilayah Asia Pasifik (Evans, 2000).
Papan semen di samping memiliki kelebihan juga memiliki kelemahan dibanding papan tiruan lainnya antara lain adalah berat dan penggunaannya lebih
terbatas. Menurut Moslemi dan Pfister (1987) dalam Sulastiningsih dan Sutigno (2008) 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 berdasarkan uji hidratasi, yaitu mengukur suhu maksimum yang terjadi pada saat 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.
Komposit serat kayu papan partikel semen dan papan wol semen dapat dibuat dalam pabrik yang kecil dengan pengeluaran yang rendah. Ketahanannya terhadap kelembaban dan biodeteriorasi khususnya serangan rayap menjadikan komposit serat kayu papan partikel semen dan papan wol semen sesuai untuk bangunan di daerah tropis dan sub-tropis. Sehingga pabrik papan wol semen saat ini mulai dikembangkan di banyak negara berkembang. Contohnya, sekarang ini di Filipina ada industri papan wol semen yang menggunakan jenis-jenis asli cepat tumbuh (limbah pertanian). Industri ini menghasilkan variasi produk panel yang disesuaikan dengan pasar lokal. Produk-produk ini pun harus bersaing dengan produk panel yang berasal dari serat kayu. Ketika perkembangan industri papan wol semen di negara berkembang lainnya tidak sesuai dengan Filipina, permintaan produk komposit kayu semen pun tetap tinggi. Oleh sebab itu, program penenlitian untuk pengembangan produk komposit serat kayu papan partikel dan
papan wol semen tetap berjalan untuk mendukung industri negara-negara berkembang di wilayah Asia Pasifik (Evans, 2002).
Semen
Semen adalah hasil industri dari paduan batu kapur/gamping sebagai bahan utamanya dan lempung/tanah liat atau bahan pengganti lainnya sebagai bahan campuran, dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk (bulk ). Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa kalsium oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam yang mengandung senyawa silika oksida (SiO2), aluminium oksida (Al2O3), besi oksida (F2O3) dan
magnesium oksida (MgO). Dalam proses produksi semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh. Sebagian bahan digunakan untuk membentuk clinker (bahan setengah jadi yang dibutuhkan untuk pembuatan semen) kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gipsum) dalam jumlah yang sesuai. Hasil akhir dari proses produksi dikemas dalam kantong/zak dengan berat rata-rata 40 kg atau 50 kg (Ditjen Bea Cukai, 2000).
Witney dan Washa (1954) dalam Fatimah (1989) menyatakan bahwa semen terdiri dari mineral penyusun C3S, C2S, C3A, dan C4AF, disamping adanya
MgO dan CaO bebas. Dengan C = CaO, S = SiO2, A = Al2O3, dan F = Fe2O3.
Apabila semen dicampur dengan air maka terbentuk massa koloidal tipis yang plastis. Plastisitas semakin lama, semakin hilang menjadi massa yang kaku dan semakin lama semakin keras.
Semen adalah bahan organik yang mengeras pada percampuran dengan air atau larutan garam. Jenis-jenis semen menurut Badan Pusat Statistik (2000) adalah:
1. Semen abu atau semen portland adalah bubuk/bulk berwarna abu kebiru-biruan, dibentuk dari bahan utama batu kapur/gamping berkadar kalsium tinggi yang diolah dalam tanur yang bersuhu dan bertekanan tinggi. Semen ini biasa digunakan sebagai perekat untuk memplester. Semen ini berdasarkan prosentase kandungan penyusunannya terdiri dari 5 (lima) tipe, yaitu tipe I sd. V.
2. Semen putih (gray cement) adalah semen yang lebih murni dari semen abu dan digunakan untuk pekerjaan penyelesaian (finishing), seperti sebagai filler atau pengisi. Semen jenis ini dibuat dari bahan utama kalsit (calcite limestone) murni.
3.Semen sumur minyak (oil well cement) adalah semen khusus yang digunakan dalam proses pengeboran minyak bumi atau gas alam, baik di darat maupun di lepas pantai.
4. Mixed & fly ash cement adalah campuran semen abu dengan Pozzolan buatan (fly ash) merupakan hasil sampingan dari pembakaran batubara yang mengandung amorphous silika, aluminium oksida, besi oksida dan oksida lainnya dalam berbagai variasi jumlah. Semen ini digunakan sebagai campuran untuk membuat beton, sehingga menjadi lebih keras.
Semakin baik mutu semen maka semakin lama mengeras atau membatu jika dicampur air, dengan angka-angka hidrolitas yang dapat dihitung dengan rumus:
(%SiO2 + %Al2O3 + %Fe2O3) : (%CaO + %MgO)
Angka hidrolitas ini berkisar antara <1 atau <1.5 (lemah) hingga >2 (keras sekali). Namun demikian, dalam industri semen angka hidrolitas ini harus dijaga secara
teliti untuk mendapatkan mutu yang baik dan tetap, yaitu antara 1-1,9 dan 1-2,15 (Ditjen Bea Cukai, 2000).
Proses pembuatan semen dapat dibedakan menjadi dua yaitu:
1. Proses basah yaitu dengan mencampur semua bahan baku yang ada dengan air, dihancurkan dan diuapkan kemudian dibakar dengan menggunakan bahan bakar minyak (bunker crude oil). Peoses ini jarang digunakan karena keterbatasan energi bahan bakar minyak.
2. Proses kering yaitu dengan menggunakan teknik penggilingan dan pencampuran, kemudian dibakar dengan bahan bakar batubara. Proses ini meliputi lima tahap pengelolaan yaitu:
a. Proses pengeringan dan penggilingan bahan baku dimesin pengering (rotary dryer) dan mesin penggiling bahan (roller meal).
b. Peoses pencampuran (homogenizing raw meal) untuk mendapatkan campuran yang homogen.
c. Proses pembakaran bahan mentah (rawa meal) untuk menghasilkan terak. d. Proses pendinginan terak.
e. Proses penggilingan akhir antara clinker dan gipsum yang digiling dengan cement mill.
Berdasarkan proses pembuatan semen di atas maka akan terjadi proses penguapan akibat pembakaran dengan suhu mencapai 900 0C sehingga menghasilkan residu (sisa) yang tidak larut seperti sulfur trioksida, silika, besi dan aluminium oksida, oksida besi, kalsium, magnesium, alkali, fosfor, dan kapur bebas (Ditjen Bea Cukai, 2000).
Natrium Silikat
Natrium atau sodium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Na dan nomor atom 11. Natrium adalah logam reaktif yang lunak, keperakan, dan seperti lilin, yang termasuk ke logam alkali yang banyak terdapat dalam senyawa alam (terutama halite). Dia sangat reaktif, apinya berwarna kuning, beroksidasi dalam udara, dan bereaksi kuat dengan air, sehingga harus disimpan dalam minyak. Karena sangat reaktif, natrium hampir tidak pernah ditemukan dalam bentuk unsur murni (Wikipedia, 2009).
Sifat utama natrium sama seperti logam alkali lainnya, natrium adalah unsur reaktif yang lunak, ringan, dan putih keperakan, yang tak pernah berwujud sebagai unsur murni di alam. Natrium mengapung di air, menguraikannya menjadi gas hidrogen dan ion hidroksida. Jika digerus menjadi bubuk, natrium akan meledak dalam air secara spontan. Namun, biasanya ia tidak meledak di udara bersuhu di bawah 388 K (Wikipedia, 2009).
Sodium silikat diperoleh dengan melebur pasir dan sodium karbonate atau sodium sulphate. Bentuk bubuk atau kristal tidak berwarna, seperti kaca (waterglass) atau sebagai larutan cair yang agak lekat, digunakan sebagai bahan pengisi untuk sabun silikat, bahan perekat kertas karton, mengawetkan telur, pengeras semen, anti karat dan sebagainya (TPMPBC, 2007)
Kualitas Papan Semen Menurut JIS A 5414-1993
Penentuan kelayakan papan semen sebagai bahan konstruksi bangunan meliputi beberapa kriteria pengujian. Kualitas papan semen yang dihasilkan dapat dilihat dari hasil pengujian sifat fisis dan mekanis dan ketahanannya terhadap serangan rayap (biodeteriorasi). Standar uji sifat fisis dan mekanis papan semen
berdasarkan JIS A 5414-1993 disajikan pada Tabel 1 sedangkan kriteria uji ketahanan papan semen terhadap serangan rayap disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1. Standar uji papan semen menurut JIS A 5414-1993
No Macam pengujian Satuan Standart JIS A 5414-1993 1 2 3 4 5 6 7 8 Kerapatan (densitas) Kuat lentur (MOE) Kuat patah (MOR) Penyerapan air Penyusutan Pengembangan Kadar air Uji bakar: - Kelas - Densitas asap - Nilai kalori g/cm3 kg/cm2 kg/cm2 % % % % - - Kkal/kg minimal 1,0 minimal 94 minimal 57 maksimal 50 maksimal 0,025 maksimal 0,25 maksimal 8 semi combustible
Tabel 2. Kriteria ketahanan papan semen terhadap serangan rayap No Kehilangan berat (%) Kelas ketahanan
1 2 3 4 5 0 1-3 4-8 9-15 >15 Sangat tahan Tahan Cukup tahan Rentan Sangat rentan
