METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2014 sampai April 2015. Pembuatan papan dilakukan di Work Shop WS, pengujian sifat fisis papan dilakukan di
Laboratorium Teknologi Hasil Hutan THH Program Studi Kehutanan Fakultas Pertanian USU, Medan. Selanjutnya pengujian sifat mekanis dilakukan di Laboratorium
Keteknikan Kayu Fakultas Kehutanan IPB, Bogor.
3.2. Alat dan Bahan
Alat yang dipergunakandalam penelitian ini adalah oven, compressor, spray gun, plat besi, alat pencetak lembaran, mesin kempa panas, gergaji pita, timbangan digital,
caliper dan universal testing machine UTM. Sementara bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah bambu Tali Bj 0.4 bambu Betung Bj 0.7 yang diperoleh
dari daerah Sunggal, Medan. Perekat Isosianat dengan kadar 5 diperoleh dari PT. Polichemi Oshika, Kebayoran Lama, Jakarta.
3.3. Metode 3.3.1. Proses Pembuatan Papan
1. Persiapan bahan baku
Bambu dibuat menjadi strand berukuran panjang 7 cm lebar 2.5 cm dan tebal 0.1 cm kemudian dikeringkan mencapai kadar air hingga 7 . Data pengukuran
dimensi strand bambu disajikan pada Tabel 1 dan contoh strand bambu betung dan bambu
tali dapat dilihat pada Gambar 1.
Tabel 1. Data pengukuran strand bambu Ukuran Strand
Bambu tali Bambu betung
Rerata panjang cm 6,99 ± 0,03
6,95 ±0,03 Max
71 70
Min 68
68 Rerata lebar
2,56 ± 0,13 2,36 ±0,12
Max 28
26 Min
22 22
Rerata tebal 0,09 ± 0,01
0,13 ± 0,04 Max
013, 2.2
Min 0,07
0.9 Rerata slenderness ratio
71,63 ± 0,71 56,23 ±13,50
Max 100
77,78 Min
53,85 31,82
Rerata aspect ratio 2,74 ± 0,14
2,96 ± 0,15 Max
3,18 3,33
Min 2,5
2,69
Gambar 1. Contoh strand bambu betung a, bambu tali b 2.
Pencampuran blending Strand bambu dicampur dengan perekat isosianat diaplikasikan dengan cara
disemprot menggunakan sprayer gun sesuai kebutuhan setiap papan. Papan partikel dibuat dengan target kerapatan 0.70 gcm
3
, ukuran papan 25 cm panjang x 25 cm lebar x 1 cm tebal dengan kadar perekat yang digunakan adalah 5 berdasarkan
berat kering strand.
a b
Tabel 2. Data kebutuhan bahan baku untuk setiap tipe papan Kebutuhan bahan
baku Tipe Papan
BBB TTT
BTB TBT BTBB TTBT
Perekat g 33,6
33,6 33,6
33,6 33,6
33,6 Bambu betung g 416,6
- 208,3
208,3 312,5
104,1 Bambu tali g
- 416,6
208,3 208,3
104,1 312,5
3.
Pembentukan lembaran mat formating.
Strand bambu yang telah dicampur dengan perekat isosianat dimasukkan ke dalam alat pencetak lembaran. Pembentukan lembaran dilakukan dengan menggunakan
cetakan berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm. 4.
Pengempaan panas hot pressing. Setelah lembaran terbentuk, lembaran diletakkan pada mesin kempa panas hot
press dan dikempa dengan suhu 160
o
C dan tekanan 30 gcm
3
selama 5 menit. 5.
Pengkondisian conditioning. Papan yang baru dibentuk dengan mesin kempa panas dikondisikan pada suhu
ruang.Pengkondisian ini dilakukan dengan cara penumpukan dengan menggunakan sticker selama 7 hari pada suhu ruang yang bertujuan untuk menyeragamkan kadar
air lembaran papan dan untuk mengurangi tegangan pada papan akibat pengempaan.
Simulasi model lapisan dalam pembuatan papan sebagai berikut:
6. Proses Pemotongan Contoh Uji Pengujian sifat fisis dan mekanis papan OSB bambu dengan berbagai jenis
kombinasi ini dilakukan berdasarkan standar JIS A 5908 2003. Dimensi contoh uji yaitu 5 x 20cm
2
untuk uji MOE dan MOR serta uji ketahanan rayap, 10 x 10cm
2
untuk kerapatan dan kadar air, 5 x 5cm
2
untuk internal bond IB, serta 5 x 5cm
2
untuk pengembangan tebal PT dan daya serap air DSA. Gambar 2 menunjukkan pola
pemotongan untuk sampel uji sifat fisis dan mekanis papan.
Keterangan gambar :
A = Sampel uji MOE A = MOR 5cm x 20cm
B= B = Sampel uji kerapatan dan KA 10cm x
10cm C = Sampel uji PT dan DSA 5cm x 5cm
D = Sampel uji IB 5cm x 5 cm
Gambar 2. Papan pola contoh uji papan partikel
3.3.2. Pengujian Sifat Fisis Papan Berdasarkan Standar SNI 03-2105 2006 Kerapatan
Kerapatan dihitung berdasarkan berat dan volume kering udara contoh uji. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang beratnya B, lalu diukur rata-rata
panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volume contoh ujinya V. Nilai Kerapatan dapat dihitung dengan rumus:
P = BV
Keterangan : Ρ = kerapatan gcm
3
B = berat contoh uji kering udara g V = volume contoh uji kering udara cm
3
A
B
C D
Kadar air KA
Contoh uji kadar air berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm yang digunakan adalah sama dengan contoh uji kerapatan. Contoh uji ditimbang B
awal
, selanjutnya contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu 103±2
o
C selama 24 jam hingga beratnya konstan. Contoh uji didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang BKO. Nilai kadar air
papan dihitung dengan rumus:
B
awal
- BKO KA = x 100
BKO
Keterangan: KA
= kadar air B
awal
= berat awal contoh uji g BKO
= berat kering oven contoh uji g
Pengembangan tebal PT
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Contoh uji dalam kondisi kering udara diukur rata-rata dimensi tebal pada 4 titik pengukuran T
. Selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin selama 24 jam, lalu diukur kembali rata-rata dimensi
tebal pada 4 titik pengukuran T
1
. Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:
T
1
-T PT =
x 100 T
Keterangan: PT
= pengembangan tebal T
1
= tebal contoh uji sebelum perendaman g T
= tebal contoh uji setelah perendaman g
Daya serap air DSA
Daya serap air papan dilakukan dengan mengukur selisih berat sebelum dan setelah perendaman dalam air dingin selama 24 jam. Contoh uji berukuran 5 cm x 5
cm x 1 cm sama dengan contoh uji pengembangan tebal. Daya serap air tersebut dihitung dengan rumus:
B
2
- B
1
DSA = x 100
B
Keterangan: DSA = daya serap air
B
1
= berat contoh uji sebelum perendaman g B
2
= berat contoh uji setelah perendaman g
Pengujian Sifat Mekanis Papan Berdasarkan Standar SNI 03-2105 2006
Keteguhan rekat internal
Contoh uji keteguhan rekat internal internal bond berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Contoh uji diukur dimensi panjang dan lebar untuk mendapatkan luas permukaan.
Kemudian contoh uji dilekatkan pada dua blok besi dengan perekat epoksi dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Cara pengujian internal bond dapat dilihat seperti
pada Gambar 3.
Arah beban
Balok besi
Contoh uji
Arah beban
Gambar 3. Pengujian keteguhan rekat internal Keteguhan rekat tersebut dihitung dengan rumus:
IB = PA
Keterangan: IB
= keteguhan rekat internal kgcm
2
P = beban maksimum kg
A = luas permukaan contoh uji cm
2
Modulus patah MOR
Modulus patah MOR adalah sifat mekanis papan yang menunjukkan kekuatan dalam menahan beban.Untuk memperoleh nilai MOR, maka pengujian pembebanan
dilakukan sampai contoh uji patah.Pengujian MOR dilaksanakan bersamaan dengan pengujian MOE. Contoh uji berukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm. Gambar 4 adalah gambar
pengujian modulus patah MOR dan modulus elastisitas MOE: P
L
Gambar 4. Pengujian modulus patah MOR dan modulus elastisitas MOE Nilai MOR dihitung dengan rumus:
3PL MOR =
2bh
2
Keterangan:
MOR = modulus patah kgfcm
2
P = beban maksimum kgf
b = lebar contoh uji cm
h = tebal contoh uji cm
L = jarak sangga cm
Modulus elastisitas MOE
Pengujian modulus elastisitas dilakukan bersama-sama dengan pengujian modulus patah, sehingga contoh ujinya sama. Pada saat pengujian MOE dicatat
besarnya defleksi yang terjadi pada setiap perubahan beban tertentu. Rumus yang digunakan adalah:
ΔPL
3
MOE = 4bh
3
ΔY
Keterangan: MOE = modulus elastisitas kgcm
2
ΔP = perubahan beban yang digunakan kg
L = jarak sangga cm
ΔY = perubahan defleksi pada setiap perubahan beban cm
b = lebar contoh uji cm
h = tebal contoh uji cm
3.3.4. Analisis Data
Penelitian ini menggunakan analisis dengan Rancangan Acak Lengkap RAL. Perlakuan OSB ini terdiri dari 6 kombinasi dengan 3 ulangan, sehingga jumlah papan
yang dibuat sebanyak 18 papan. Model statistik linier dari rancangan percobaan ini dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:
Yij = μ + αi + ℇij Keterangan:
Yij = Respon pengaruh kombinasi bambu taraf ke–i dan ulangan ke-j
μ = Nilai rata-rata umum αi
= Pengaruh kombinasi bambu taraf ke-i
ℇ
ij = Sisaan acak dari satuan percobaan ulangan ke-j yang dikenai kombinasi taraf ke-i
Adapun hipotesis yang digunakan adalah: H
:Jenis bambu tidak berpengaruh terhadap kualitas OSB yang dihasilkan. H
1
: Jenis bambu berpengaruh terhadap kualitas OSB yang dihasilkan Untuk mengetahui pengaruh kombinasi bambu terhadap sifat fisis dan mekanis
papan maka dilakukan analisis keragaman analysis of variance. Analisis keragaman tersebut menggunakan kriteria uji sebagai berikut:
a. Jika Fhitung Ftabel maka H
diterima atau perlakuan tidak memberikan pengaruh pada suatu selang kepercayaan tertentu.
b. Jika Fhitung Ftabel maka H
ditolak atau perlakuan memberikan pengaruh pada suatu selang kepercayaan tertentu.
Selanjutnya untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan maka dilanjutkan dengan pengujian dengan menggunakan uji wilayah berganda Duncan DMRT.
Kemudian setelah data hasil pengujian untuk setiap respon yang diuji dianalisis, lalu dibandingkan dengan persyaratan JIS A 5908 2003 dengan maksud untuk mengetahui
apakah sifat-sifat papan yang dibuat memenuhi standar atau tidak.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Sifat Fisis
4.1.1. Kerapatan
Data kerapatan yang diperoleh dari penelitian ini disajikan pada Gambar 5. Kerapatan OSB tertinggi terdapat pada OSB dengan tipe TTBT yakni sebesar 0,70
gcm
3
sementara kerapatan yang paling rendah terdapat pada OSB tipe TBT yakni sebesar 0,52 gcm
3
.
Gambar 5. Kerapatan OSB Oriented Strand Board
Berdasarkan Gambar 5. terlihat bahwa kerapatan OSB yang dihasilkan dari homogen strand bambu betung lebih tinggi dari bambu tali, hal ini disebabkan BJ bambu
betung lebih tinggi dari bambu tali dimana BJ bambu betung 0,53 sedangkan bambu tali 0,40 Krisdianto, 2007. Namun nilai kerapatan akhir OSB belum mencapai sasaran yang
0,61 0,58
0,60 0,52
0,66 0,70
0,00 0,20
0,40 0,60
0,80 1,00
1,20 1,40
BBB TTT
BTB TBT
BTBB TTBT
K er
ap at
an g
cm
3
Tipe papan JIS A 5908 2003
ρ= 0,4-0,9 gcm
3
Keterangan: B
: Betung T
: Tali c
b bc
a d
e
diharapkan. Hal ini disebabkan oleh usaha pembebasan tekanan spring back sehingga tebal papan yang dihasilkan tidak sesuai dengan kerapatan yang ditargetkan, dalam
penelitian ini spring back tertinggi terdapat pada papan dengan tipe TTT dan yang paling rendah papan dengan tipe TTBT, sedangkan spring back untuk keseluruhan
papan rata rata sebesar 23,33. Menurut Kelley 1997 kerapatan akhir OSB dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jenis bahan baku, besarnya tekanan kempa,
kadar perekat dan bahan tambahan lainnya. Variabilitas berat jenis BJ strands juga merupakan faktor penyebab perbedaan kerapatan Bowyer et al. 2003, dimana BJ bambu
tali adalah 0,40 dan BJ bambu betung 0,53 Krisdianto, 2007. Hasil sidik ragam kerapatan OSB disajikan pada Tabel 3. Berdasarkan Tabel 3, hasil sidik ragam
nenunjukkan jenis bambu pasa struktur lapisan berpengaruh nyata terhadap parameter kerapatan pada selang kepercayaan 95. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa
OSB tipe BBB berbeda nyata dengan OSB tipe lainnya kecuali dengan OSB tipe BTB, sedangkan OSB tipe TTT berbeda nyata dengan OSB tipe lainnya kecuali
dengan OSB tipe BTB. OSB tipe TBT, BTBB dan TTBT berbeda nyata dengan seluruh tipe OSB lainnya. Berdasarkan Gambar 5, terlihat bahwa secara keseluruhan
kerapatan OSB telah memenuhi standar JIS A 5908 2003 yang mensyaratkan nilai kerapatan papan 0,4-0,9 JSA, 2003.
Tabel 3. Hasil sidik ragam kerapatan OSB Parameter
F-Hitung Probalitas
Keterangan Kerapatan
69,25 0,00
Keterangan: = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95
4.1.2. Kadar air
Nilai rata-rata kadar air OSB yang dihasilkan dari penelitian ini berkisar antara 2,90 - 3,44. Nilai kadar air tertinggi terdapat pada OSB tipe BBB sementara
yang paling rendah yaitu terdapat pada OSB tipe TTBT Gambar 6.
Gambar 6. Kadar air OSB Berdasarkan Gambar 6. trend menunjukkan KA OSB yang dihasilkan berada di
bawah standar, hal ini diduga karena pada saat kondisioning papan disimpan dalam plastik tertutup sehingga kemungkinan besar papan tidak menyerap udara. Kemudian
penggunaan perekat eksterior dalam hal ini perekat isosianat juga menjadi salah satu faktor yang mengakibatkan KA di bawah standar. Dimana perekat isosianat memiliki
kelebihan antara lain suhu kempa lebih rendah, waktu pengempaan singkat, toleran terhadap partikel dengan KA yang tinggi, stabilitas dimensi yang tinggi, dan tidak
mengandung formaldehida Marra, 1992. OSB dengan tipe BBB lebih tinggi 3,44
3,40 3,22
3,30 3,34
2,90 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10
BBB TTT
BTB TBT
BTBB TTBT
Tipe papan Kad
ar ai
r JIS A 5908 2003
5- 13
Keterangan: B
: Betung T
: Tali
dibandingkan dengan OSB tipe TTT hal ini disebabkan secara sifat fisis KA dan BJ bambu betung lebih tinggi daripada bambu tali, menurut Fatriasari dan Herniati 2008
bahwa bambu betung memiliki serat yang lebih panjang dari bambu tali. Selain itu bahan baku bambu betung memiliki BJ yang lebih tinggi dari bambu tali. Haygreen dan Bowyer
1982 menyatakan bahwa bahan baku yang memiliki BJ yang tinggi memiliki kandungan air terikat yang lebih tinggi karena memiliki dinding sel yang tebal.
Kadar air papan partikel pada umumnya lebih rendah jika dibandingkan dengan kadar air bahan bakunya. Menurut Nuryawan et al., 2008 kondisi tersebut diakibatkan
oleh proses pengempaan panaspada saat pembuatan papan. Menurut Massijaya 1997 bagian tengah papan partikel core tidak bebas menyerap air karena adanya ikatan rekat.
Hasil sidik ragam pada Tabel 4 dapat dilihat bahwa perlakuan kombinasi jenis bambu tidak memberikan pengaruh nyata terhadap parameter kadar air. Secara
keseluruhan OSB yang dihasilkan dalam penelitian ini tidak memenuhi standar JIS 5908 A 2003 yang mensyaratkan nilai KA papan 5 - 13 JSA, 2003.
Tabel 4. Hasil sidik ragam kadar air OSB Parameter
F-Hitung Probalitas
Keterangan Kerapatan
1,52 0,25
TN
Keterangan: TN = Tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95
4.1.3. Pengembangan tebal PT
Nilai rata-rata PT yang diperoleh dari penelitian ini disajikan pada Gambar 7. Nilai rata-rata PT berkisar antara 9,52 - 20,79, dimana nilai tertinggi terdapat pada
OSB tipe TTT sementara data terendah terdapat pada OSB papan TBT.
Gambar 7. Pengembangan tebal OSB
Pada Gambar 7, dapat dilihat bahwa nilai pengembangan tebal dengan bahan baku bambu betung lebing tinggi dibandingkan dengan bambu tali selama perendaman 24 jam.
Nilai PT bambu betung yang tinggi disebabkan karena tebal strand bambu yang digunakan tidak seragam bervariasi, sebagaimana disajikan pada Tabel 1, yang
menunjukkan bahwa standar deviasi yang cukup tinggi pada bambu betung yang mengindikasikan keseragaman bambu betung rendah namun sebaliknya kondisi tersebut
tidak terjadi pada bambu tali. Trend pada Gambar 7, menunjukkan bahwa penggunaan bambu tali sebagai campuran dalam pembuatan OSB menyebabkan penurunan PT papan.
Menurut Koch 1985 nilai pengembangan tebal berhubungan dengan kualitas strand, dimana strand yang memiliki ketebalan dan lebar yang sama akan menghasilkan nilai
pengembangan tebal yang paling kecil dengan tidak adanya celah kecil antar strand. Menurut Maloney 1993 bentuk dan dimensi OSB berpengaruh terhadap stabilitas
dimensi OSB. 20,40
17,41 16,66
10,78 13,08
10,33 5
10 15
20 25
30
BBB TTT
BTB TBT
BTBB TTBT
P enge
m ba
nga n
T eba
l
Tipe papan
PT-24 jam
JIS A 5908 2003
c c
bc a
ab a
Keterangan: B
: Betung T
: Tali
Berdasarkan Tabel 5, hasil sidik ragam menunjukkan jenis bambu pada struktur lapisan berpengaruh nyata terhadap perameter pengembangan tebal pada selang
kepercayaan 95. Dari hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa OSB tipe BTB berpengaruh nyata dengan OSB tipe lainnya kecuali TTT, BBB dan BTBB.
Sedangkan OSB tipe TBT berpengaruh nyata terhadap seluruh tipe OSB kecuali dengan OSB tipe BTBB dan OSB tipe TTBT.
Dari keseluruhan nilai PT menunjukkan bahwa OSB yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908 2003 yang mensyaratkan nilai pengembangan OSB
maksimal sebesar 25 JSA, 2003. Untuk hasil sidik ragam untuk parameter PT disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil sidik ragam pengembangan tebal OSB Pengembangan tebal
F-Hitung Probabilitas
Keterangan Kerapatan
9.60
0.00
Keterangan: = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95
4.1.4. Daya Serap Air DSA
Nilai daya serap air OSB yang dihasilkan pada penelitian disajikan pada Gambar 8. Nilai DSA berkisar antara 22,18 - 27,30, dimana DSA tertinggi
terdapat pada OSB tipe TTT dan terendah pada OSB tipe TTBT.
cd d
bc cd
b a
Gambar 8. Daya serap air OSB
Daya serap air adalah kemampuan papan menyerap air selama direndam dalam jangka waktu tertentu. Berdasarkan Gambar 8, DSA OSB tergolong rendah yakni tidak
lebih dari 30 hal ini dikarenakan penggunaan perekat isosianat merupakan perekat tipe eksterior. Berdasarkan Gambar 8, nilai DSA papan dengan campuran bambu betung dan
bambu tali mengakibatkan penurunan nilai DSA. Berdasarkan penelitian Nurhaida et al. 2008 berat jenis bahan baku yang lebih rendah akan memiliki daya serap air yang lebih
tinggi dibandingkan dengan bahan baku yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi. Dimana penelitian ini bambu betung memiliki berat jenis yang lebih tinggi yakni sebesar
0,53 dan bambu tali memiliki berat jenis yang lebih rendah yakni sebesar 0,40 Krisdianto, 2007. Untuk hasil sidik ragam dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil sidik ragam DSA OSB Pengembangan tebal
F-Hitung Probabilitas
Keterangan DSA
58,96
0,00
Keterangan: = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95
26,19 27,30
25,40 25,61
24,23 22,18
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
30,00
BBB TTT
BTB TBT
BT+BB TB+TT
D S
A
Tipe papan DSA 24 JAM
Keterangan: B
: Betung T
: Tali
Berdasarkan Tabel 6, hasil sidik ragam menunjukkan bahwa jenis bambu pada struktur lapisan berpengaruh nyata terhadap parameter DSA pada selang kepercayaan
95. Hasil uji lanjut Duncan yang dilakukan dapat dilihat bahwa OSB tipe TTBT berbeda nyata dengan semua tipe OSB, sedangkan OSB tipe BTBB berbeda nyata
dengan semua tipe OSB kecuali dengan OSB tipe BTB. OSB tipe BBB tidak berpengaruh nyata terhadap OSB tipe TTT, BTB dan TBT.
Secara keseluruhan DSA papan tergolong rendah. Dalam JIS A 5908 2003 tidak mensyaratkan standar
untuk DSA.
4.2. Sifat mekanis