40
4.3 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI BAHAN PENGERAS GYPSUM TERHADAP KADAR AIR PAPAN PARTIKEL
Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air di dalam suatu benda yang dinyatakan dalam persen. Tujuan pengujian kadar air papan partikel adalah jumlah
air yang masih tinggal di dalam rongga sel dan antar partikel selama proses
pengerasan perekat dengan kempa panas [49].
Gambar 4.3 Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Pengeras Gypsum Terhadap Kadar Air Papan Partikel
Gambar diatas menunjukkan hubungan penambahan bahan pengeras gypsum terhadap kadar air papan partikel dimana nilai kadar air papan partikel tertinggi yaitu
pada penambahan 12,5 gypsum sebesar 0,2642, sedangkan nilai kadar air terendah adalah pada perbandingan tanpa penambahan gypsum sebesar 0,2152. Hal
ini menjelaskan bahwa adanya pengaruh penambahan bahan pengeras gypsum terhadap kadar air papan partikel. Dengan semakin bertambahnya jumlah bahan
pengeras gypsum dapat menyebabkan nilai kadar air papan partikel semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan pengujian FTIR yang menyatakan adanya gugus
CaO dari gypsum maupun pengisi terikat satu sama lain dengan gugus –OH dari
matriks resin poliester sehingga dapat meningkatkan sifat-sifat papan partikel. Selain itu kerapatan struktur papan partikel juga berhubungan dengan kadar air dari suatu
papan partikel. Papan partikel berkerapatan tinggi, memiliki susunan partikel yang rapat sehingga tidak banyak molekul-molekul air yang dapat mengisi rongga atau
pori di antara jalinan partikel papan partikel tersebut [50]. Berdasarkan penelitian 0,2152
0,2478 0,2491
0,2500 0,2545
0,2642
0,00 0,05
0,10 0,15
0,20 0,25
0,30
70:30 2,5
5 7,5
10 12,5
Kad ar
Air
Komposisi Bahan Pengeras Gypsum wt
Universitas Sumatera Utara
41 Fan et al [46] mengemukakan bahwa ketika pengisi terikat dengan molekul bahan
pengeras maka kemampuan dispersi air akan bertambah namun tegangan permukaan air berkurang ketika bahan pengeras ditambahkan.
JIS A 5908-2003 papan partikel,mensyaratkan nilai kadar air papan partikel tidak boleh 14. Jadi semua papan partikel yang dihasilkan termasuk kategori
kadar air yang kecil karena kadar air papan berada di bawah 14 sehingga memenuhi standar. Dari hasil terlihat semakin tinggi bahan pengeras gypsum maka
semakin tinggi kadar air. Hal ini juga dipengaruhi oleh komposisi dominan dari gypsum yaitu kalsium oksida CaO [34]. Kalsium oksida CaO bersifat sangat
higroskopis, dan dapat menyerap air dengan cepat. Kemampuan penyerapan air dari CaO berasal dari perbedaan keelektronegatifan dari atom logam dengan atom
oksigen. Atom oksigen merupakan atom yang memiliki elektronegatifan yang tinggi, sehingga mampu membentuk ikatan hidrogen dengan air [2].
4.4 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI BAHAN PENGERAS GYPSUM TERHADAP PENGEMBANGAN TEBAL PAPAN PARTIKEL
Pengembangan tebal dilakukan bertujuan untuk mengetahui persentase tebal yang berkembang setelah direndam di dalam air. Dimana dalam pengujian ini
disesuaikan metodenya yaitu perendaman dilakukan hingga waktu 72 jam sehingga dapat diketahui kemampuan produk yang dapat menyerap air. Semakin tinggi nilai
pengembangan tebal maka semakin rendah kestabilan bentuknya karena partikel- partikel air telah masuk kedalam volume papan.
Gambar 4.4 Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Pengeras Gypsum Terhadap Pengembangan Tebal Papan Partikel
0,375 0,380
0,387 0,500
0,552 0,592
0,00 0,10
0,20 0,30
0,40 0,50
0,60 0,70
0,80
70:30 2,5
5 7,5
10 12,5
Pe n
ge m
b an
agan T
eb al
Komposisi Bahan Pengeras Gypsum
Universitas Sumatera Utara
42 Gambar diatas menunjukkan hubungan penambahan bahan pengeras gypsum
terhadap pengembangan tebal papan partikel dimana nilai pengembangan tebal papan partikel yang semakin meningkat yaitu dari 0,380 sampai dengan 0,592 dengan
nilai pengembangan tebal perbandingan 70:30 0,375 . Hal ini menjelaskan bahwa adanya pengaruh penambahan bahan pengeras gypsum terhadap pengembangan tebal
papan partikel. Dengan semakin bertambahnya jumlah bahan pengeras gypsum dapat menyebabkan nilai pengembangan tebal papan partikel meningkat. Hal ini sesuai
dengan pengujian FTIR yang menyatakan adanya gugus CaO dari gypsum maupun pengisi terikat satu sama lain dengan gugus
–OH dari matriks resin poliester sehingga dapat meningkatkan sifat-sifat papan partikel. Kerapatan struktur papan
partikel juga berhubungan dengan pengembangan tebal dari suatu papan partikel. Apabila semakin rapat papan partikel yang dihasilkan maka akan mengurangi
lubang-lubang yang merupakan celah untuk masuknya air ataupun udara. Hal ini sesuai dengan pernyataan pengembangan tebal juga berhubungan erat dengan
kerapatan papan partikel. Papan partikel berkerapatan tinggi, memiliki susunan partikel yang rapat sehingga tidak banyak molekul-molekul air yang dapat mengisi
rongga atau pori di antara jalinan partikel papan partikel tersebut [50]. Namun dari hasil yang diperoleh semakin banyak bahan pengeras, pengembangan tebal semakin
tinggi. Hal ini disebabkan karena komponen utama dari gypsum CaO bersifat higroskopis mudah menyerap air. Berdasarkan penelitian Fan et al [46]
mengemukakan bahwa ketika pengisi terikat dengan molekul bahan pengeras maka kemampuan dispersi air akan bertambah namun tegangan permukaan air berkurang
ketika pengeras ditambahkan. JIS A 5908-2003 papan partikel, mensyaratkan nilai kadar air papan partikel
sebesar 12, sedangkan nilai pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan dari pengujian berada di bawah 12. Jadi semua papan partikel yang dihasilkan
termasuk kategori pengembangan tebal yang kecil sehingga telah memenuhi standar yang disyaratkan.
Universitas Sumatera Utara
43
4.5 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI BAHAN PENGERAS GYPSUM TERHADAP KETEGUHAN PATAH MODULUS OF RUPTURE
PAPAN PARTIKEL Modulus of Rupture
MOR atau keteguhan patah adalah sifat mekanik suatu bahan yang menunjukkan kuat lentur maksimum yang dapat diterima bahan sampai
bahan mengalami rusak atau patah [51].
Gambar 4.5 Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Pengeras Gypsum Terhadap Keteguhan Patah Modulus of Rupture Papan Partikel
Gambar diatas menunjukkan hubungan penambahan bahan pengeras gypsum terhadap keteguhan patah Modulus of Rupture papan partikel dimana nilai
keteguhan patah papan partikel tertinggi yaitu pada penambahan 5 gypsum sebesar 47,081 MPa, sedangkan nilai keteguhan patah terendah adalah pada penambahan
12,5 gypsum sebesar 36,474 MPa. Hal ini menjelaskan bahwa adanya pengaruh penambahan bahan pengeras gypsum terhadap keteguhan patah Modulus of
Rupture papan partikel. Dengan semakin bertambahanya jumlah bahan pengeras
gypsum dapat menyebabkan keteguhan patah Modulus of Rupture papan partikel semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan pengujian FTIR yang menyatakan adanya
gugus CaO dari gypsum maupun pengisi terikat satu sama lain dengan gugus –OH
dari matriks resin poliester sehingga dapat meningkatkan sifat-sifat papan partikel. Namun peningkatan hanya terjadi hingga penambahan bahan pengeras 5, untuk
penambahan diatas 5 nilai keteguhan patah Modulus of Rupture akan turun. Hal ini dikarenakan gypsum yang ditambahkan mengikat dengan matriks dengan nilai
40,941 42,196
47,081 38,343
36,823 36,474
10 20
30 40
50 60
70:30 2,5
5 7,5
10 12,5
Ket egu
h an
Pat ah
M Pa
Komposisi Bahan Pengeras Gypsum wt
Universitas Sumatera Utara
44 kerapatan yang tinggi dan kadar air dari papan partikel semakin berkurang sehingga
keteguhan patah akan semakin meningkat. Efek penambahan bahan pengeras gypsum terhadap pengisi adalah untuk memperbaiki sifat papan partikel yang
berpengisi serbuk kulit kerang sehingga dalam hal ini penambahan bahan pengeras gypsum akan mempererat ikatan atau penyebaran partikel pengisi ke dalam matriks.
Sehingga apabila penambahan bahan pengeras yang berlebih akan mengakibatkan terjadinya aglomerasi antara pengisi kulit kerang dengan bahan pengeras gypsum dan
membuat papan partikel menjadi getas. Berdasarkan penelitian Zhan et al [52] mengemukakan bahwa bahan pengeras dapat terdispersi secara homogen ke dalam
matriks, namun apabila komposisi bahan pengeras yang berlebih akan mengakibatkan terjadinya aglomerasi sehingga ikatan antara bahan pengeras dan
matriks tidak beraturan dan akan terbentuk intergranular karena butir-butiran. JIS A 5908-2003 papan partikel, mensyaratkan nilai keteguhan patah
Modulus of Rapture papan partikel sebesar 80 kgfcm
2
7,84 MPa sedangkan nilai keteguhan patah Modulus of Rupture papan partikel yang dihasilkan dari pengujian
paling besar 47,081 MPa. Jadi semua papan partikel yang dihasilkan termasuk kategori keteguhan patah Modulus of Rupture yang besar sehingga telah memenuhi
standar yang disyaratkan.
Universitas Sumatera Utara
45
4.6 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI BAHAN PENGERAS GYPSUM TERHADAP KETEGUHAN LENTUR MODULUS OF ELASTICITY
PAPAN PARTIKEL Keteguhan lentur atau Modulus lentur Modulus of Elasticity merupakan
ukuran kemampuan material dalam menahan perubahan bentuk sampai pada batas proporsi yang menunjukkan sifat elastisitas bahan [53]. Semakin tinggi nilai
keteguhan lentur, maka semakin elastis papan tersebut.
Gambar 4.6 Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Pengeras Gypsum Terhadap Keteguhan Lentur Modulus of Elasticty Papan Partikel
Gambar diatas menunjukkan hubungan penambahan bahan pengeras gypsum terhadap keteguhan lentur Modulus of Elasticity papan partikel dimana nilai
keteguhan lentur papan partikel tertinggi yaitu pada penambahan 5 gypsum sebesar 249,09 MPa, sedangkan nilai keteguhan patah terendah adalah perbandingan tanpa
penambahan bahan pengeras gypsum sebesar 180,46 MPa. Hal ini menjelaskan bahwa adanya pengaruh penambahan bahan pengeras gypsum terhadap keteguhan
lentur Modulus of Elasticity papan partikel. Dengan semakin bertambahanya jumlah bahan pengeras gypsum dapat menyebabkan nilai keteguhan lentur Modulus
of Elasticity papan partikel semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan pengujian
FTIR yang menyatakan adanya gugus CaO dari gypsum maupun pengisi terikat satu sama lain dengan gugus
–OH dari matriks resin poliester sehingga dapat meningkatkan sifat-sifat papan partikel. Efek penambahan bahan pengeras gypsum
180,46 207,97
249,09 218,85
217,09 215,11
50 100
150 200
250 300
70:30 2,5
5 7,5
10 12,5
Ket egu
h an
Pat ah
M Pa
Komposisi Bahan Pengeras Gypsum
Universitas Sumatera Utara
46 terhadap pengisi adalah untuk memperbaiki sifat papan partikel yang berpengisi
serbuk kulit kerang dari elastis menjadi lebih kaku sehingga penambahan bahan pengeras gypsum akan mempererat ikatan atau penyebaran partikel pengisi ke dalam
matriks. Namun apabila bahan pengeras ditambahkan lebih besar 5 akan mengakibatkan penurunan pada nilai keteguhan lentur papan partikel karena bahan
pengeras yang berlebih akan menghambat proses substitusi pengisi dan pengeras terhadap matriks.
Secara umum, papan akan rapuh apabila mempunyai nilai keteguhan lentur Modulus of Elasticity yang tinggi sebaliknya apabila nilai keteguhan lentur
Modulus of Elasticity rendah akan membuat papan bersifat elastis [54]. Berdasarkan penelitian Yang et al [54] mengemukakan bahwa penambahan
komposisi pengeras yang sedikit memberikan sifat mekanik papan yang baik namun apabila penambahan komposisi pengeras yang terlalu banyak akan menghasilkan
sifat mekanik papan yang tidak jauh beda daripada yang murni karena proses substitusi terhadap matriks yang terjadi tidak merata.
JIS A 5908-2003 papan partikel, mensyaratkan nilai keteguhan lentur Modulus of Elasticity papan partikel sebesar 1999,20 MPa, sedangkan nilai
pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan dari pengujian paling besar 249,09. Jadi semua papan partikel yang dihasilkan termasuk kategori keteguhan
lentur Modulus of Elasticity yang kecil sehingga telah memenuhi standar yang disyaratkan dan termasuk sifat papan partikel yang elastis.
Universitas Sumatera Utara
47
4.7 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI BAHAN PENGERAS GYPSUM TERHADAP KUAT REKAT INTERNAL INTERNAL BOND PAPAN
PARTIKEL Pengujian kuat rekat internal dilakukan untuk mengetahui untuk seberapa besar
gaya yang diperlukan untuk menarik bahan hingga patah. Semakin besar nilai kekuatan rekat internal suatu bahan maka bahan tersebut membutuhkan gaya yang
lebih besar untuk menarik bahan.
Gambar 4.7 Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Pengeras Gypsum Terhadap Kuat Rekat Internal Internal Bond Papan Partikel
Gambar diatas menunjukkan hubungan penambahan bahan pengeras gypsum terhadap kuat rekat internal Internal Bond papan partikel dimana nilai kuat rekat
internal Internal Bond papan partikel tertinggi yaitu pada penambahan 5 gypsum sebesar 15,809 MPa, sedangkan nilai kuat rekat internal Internal Bond terendah
yaitu pada penambahan 12,5 gypsum sebesar 13,588 MPa. Hal ini menjelaskan bahwa adanya pengaruh penambahan bahan pengeras gypsum terhadap kuat rekat
internal Internal Bond papan partikel. Dengan semakin bertambahanya jumlah bahan pengeras gypsum dapat menyebabkan kuat rekat internal Internal Bond
papan partikel semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan pengujian FTIR yang menyatakan adanya gugus CaO dari gypsum maupun pengisi terikat satu sama lain
dengan gugus –OH dari matriks resin poliester sehingga dapat meningkatkan sifat-
sifat papan partikel. Efek penambahan bahan pengeras gypsum terhadap pengisi adalah untuk memperbaiki sifat papan partikel yang berpengisi serbuk kulit kerang
13,605 15,037
15,809 14,574
13,706 13,588
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
70:30 2,5
5 7,5
10 12,5
Ku at
Re k
at In
te rn
al M Pa
Komposisi Bahan Pengeras Gypsum
Universitas Sumatera Utara
48 sehingga penambahan bahan pengeras gypsum akan mempererat ikatan atau
penyebaran partikel pengisi ke dalam matriks. Namun apabila komposisi bahan pengeras yang ditambahkan melewati titik optimum, maka akan terjadi aglomerasi
antara pengisi dan bahan pengeras yang mengakibatkan menurunnya kuat rekat internal papan partikel. Kekuatan tarik juga sangat dipengaruhi oleh kerapatan suatu
bahan. Hal ini didukung oleh penelitian Sampathrajan et al [55] yang menyatakan difusivitas rendah akan membuat densitas meningkat sehingga akan meningkatkan
sifat mekanik dan kekuatan pengikat papan partikel. Dalam hal ini semakin rapat suatu bahan maka akan meningkatkan kekuatan tarik papan partikel. Berdasarkan
penelitian Day et al [56] mengemukakan bahwa semakin banyak bahan pengeras yang digunakan, kekuatan dan perpanjangan juga akan meningkat di sisi lain akan
menurunkan kekakuan. Peningkatan kekuatan tarik ultimate tensile strength UTS komposit akan terjadi ketika penambahan bahan pengeras, namun apabila bahan
pengeras yang ditambahkan terlalu banyak maka kekuatan tarik yang dihasilkan tidak beda jauh terhadap penambahan komposisi pengeras sebelumnya. Hal ini
dikarenakan penambahan bahan pengeras yang terlalu banyak membuat komposit menjadi tidak praktis karena susahnya partikel untuk terdispersi dalam matriks
karena komposisi bahan pengeras yang terlalu banyak. JIS A 5908-2003 papan partikel, mensyaratkan nilai kuat rekat internal
Internal Bond papan partikel sebesar 1,50 kgfcm
2
0,15 MPa, sedangkan nilai kuat rekat internal Internal Bond papan partikel yang dihasilkan dari pengujian
paling besar 15,809 MPa. Jadi semua papan partikel yang dihasilkan termasuk kategori kuat rekat internal Internal Bond yang besar sehingga telah memenuhi
standar yang disyaratkan.
Universitas Sumatera Utara
49
4.8 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI BAHAN PENGERAS GYPSUM TERHADAP
Kategori