Pengembangan Papan Laminasi Bersilang Dari Bambu Andong

PENGEMBANGAN PAPAN LAMINASI BERSILANG DARI

BAMBU ANDONG (Gigantochloa pseudoarundinacea)

IGNASIA MARIA SULASTININGSIH

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2014

DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK

CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Pengembangan Papan Laminasi Bersilang dari Bambu Andong (Gigantochloa pseudoarundinacea) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, September 2014

Ignasia Maria Sulastiningsih

IGNASIA MARIA SULASTININGSIH. Development of Cross Laminated Lumber (CLL) made of Gigantochloa pseudoarundinacea. Supervised by SURDIDING RUHENDI, MUH. YUSRAM MASSIJAYA, I WAYAN DARMAWAN and ADI SANTOSO.

Supply of good quality wood for furniture and building materials could not fulfill the current need. This condition has encouraged researchers to find alternative materials for wood substitute. Bamboo has the potential to be an alternative as furniture and housing materials, however the shape and dimension appear to limit the usage of bamboo. Due to its circular and hollow shape, bamboo must be converted into the flat and relatively thick materials as wood substitutes. It is fortunately possible to produce timber-like-materials with the desired dimensions and suitable to the end usage from bamboo strips, so-called bamboo composites lumber by the aid of appropriate adhesives. The objective of this research was to develop high quality bamboo composites lumber (BCL) especially cross laminated lumber (CLL) made of andong bamboo (G. pseudoarundinacea) glued with isocyanate adhesive.

The research consists of six steps. The first research was to characterize the basic properties such as chemical components, physical and mechanical properties of andong bamboo as raw materials for BCL. The research results showed that andong bamboo has potential to be raw material source for BCL. The basic properties, big diameter, and thick wall of andong bamboo culm are favorable to be used as raw material for bamboo strips as the BCL or CLL elements.

The second research was to investigate the response of andong bamboo to water based polymer-isocyanate (WBPI) adhesive. The bamboo strips were assigned into 3 groups by the positions of origin at the bamboo culm, viz. bottom, middle, and top. One part from each group of the bamboo strips were treated by immersing it in 7% boron solution for 2 hours. The treated and untreated bamboo strips were glued parallel to each other using the isocyanate adhesive at the glue spread of 250 g m-2 and cold pressing for 1hour to produce two-ply laminates. The bonding surfaces of two-ply laminates were designed into 3 different combinations, viz. between inner and outer surfaces, both between inner surfaces, and both between outer surfaces. Research results showed that the response of andong bamboo to WBPI adhesive was significantly affected by the posision at the bamboo culm, bamboo strips treatment and combination of the bonding surfaces. The preservation treatment on bamboo strips reduced the bonding strength.

The third research was to determine the effect of node on the properties of BCL glued with WBPI adhesive. Each bamboo strip has dimension of 40 cm x 2 cm x 0.5 cm. The bamboo strips were assigned into 3 groups by the node positions: without node, with node position of 10 cm from one end of the bamboo strip, and with node position in the centre of the bamboo strip. Prior BCL fabrication, the bamboo strips were treated by cold soaking in 7% boron solution for 2 hours. The laboratory scale 3-layer BCL were manufactured with 5 different layer compositions. The glue spread and cold pressing time applied were 250 g m-2 and 1 hour, respectively. The research results showed that several properties of

strips except the thickness swelling and compression strength. It was also found that the average recovery of andong bamboo strips was 38.5%, and the average retention of boron solution in the bamboo strips was 7.34 kg m-3.

The fourth research was to investigate the effect of glue spread rate and pressing time on BCL properties. BCLs at various glue spread rate (200 g m-2, 250 g m-2 , 300 g m-2) and cold pressing time (30 min, 45 min, 60 min) were manufactured. The research results showed that no delamination occurred in all samples, indicating high bonding quality. The MOR and MOE of BCLs were affected by the glue spread rate and pressing time. The MOR and MOE of BCLs increased as the glue spread rate and the pressing time increased. The compression strength and hardness of BCL were only affected by the pressing time. Five-layer thick BCLs glued with isocyanate adhesive had comparable strength to wood strength class II to I, comparable durability against subterranean termites to wood durability class III, and the amount of formaldehyde emission was classified into F****.

The fifth research was to determine the effect of layer orientation compositions on the properties of BCL. The strips were pre-treated by soaking it in 7% boron solution for 2 hours. Five-layer BCLs were manufactured with 4 different compositions of layer orientation. The BCL was manufactured using WBPI adhesive with the glue spread rate of 250 g m-2 and cold pressing for 45 minutes. The research results showed that no delamination occurred in all samples using WBPI adhesive, which indicating high bonding quality. The physical and mechanical properties of BCL were significantly affected by layer orientation composition. The mechanical properties of BCL decreased as the number of cross-layer increased in the BCL structure. On the contrary, the present of cross-layer in BCL structure increased dimensional stability of the produced BCL.

The sixth research was to determine the effect of varying viscosity and type of finishing material on the properties of BCL finished surface. Two types of finishing materials with two different viscosities each were applied on the surface of BCLs and the durability of finishing layer on BCL surface was tested. The research results showed that applying water based or solvent based finishing materials on the surface of BCLs could bring out the beauty of the bamboo grain and accentuated the unique characteristic such as nodes in the BCL surface. The solvent based finishing material had better durability to household chemicals compared with the water based finishing material. The BCLs glued with WBPI adhesive and finished with water based or solvent based finishing materials were suitable for wood substitute materials in which the emission formaldehyde levels were categorized as F*** to F****.

Technically, high quality cross laminated lumber (CLL) can be produced using andong bamboo with balance layer orientation composition glued with isocyanate adhesive at the glue spread of 250 g m-2 and cold pressing for 45 minutes. The CLL is suitable for solid wood substitute and performs as alternative material for furniture and building materials.

Keywords: cross laminated lumber, isocyanate, glue spread rate and pressing time, layer orientation composition, finishing

IGNASIA MARIA SULASTININGSIH. Pengembangan Papan Laminasi Bersilang dari Bambu Andong (Gigantochloa pseudoarundinacea). Dibimbing oleh SURDIDING RUHENDI, MUH. YUSRAM MASSIJAYA, I WAYAN DARMAWAN dan ADI SANTOSO.

Pasokan kayu pertukangan berkualitas belum mencukupi kebutuhan yang ada. Kondisi ini mendorong usaha pencarian material alternatif sebagai substitusi kayu pertukangan terus meningkat. Salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai substitusi kayu adalah bambu. Sebagai bahan substitusi kayu, bambu yang bentuknya bulat dan berlubang harus dikonversi menjadi suatu produk yang memiliki dimensi seperti papan atau balok kayu. Dengan menggunakan perekat tertentu, bambu dapat diolah menjadi produk perekatan bambu dengan dimensi dan kualitas yang sesuai dengan tujuan penggunaannya.

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan papan bambu komposit (PBK) berkualitas tinggi berupa papan laminasi bersilang (PLB) dari bambu andong (Gigantochloa pseudoarundinacea) yang dapat berfungsi sebagai kayu pertukangan. Penelitian ini terdiri atas enam tahap. Penelitian tahap pertama dilakukan untuk mendapatkan data sifat dasar meliputi komponen kimia, sifat fisis dan mekanis bambu andong. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bambu andong memiliki diameter besar, dinding tebal, dan sifat dasar yang sesuai sebagai bahan baku bilah bambu penyusun PBK atau PLB.

Penelitian tahap kedua dilakukan untuk mempelajari respon bambu andong terhadap perekat isosianat (water based polymer-isocyanate, WBPI) dengan cara menguji keteguhan rekat laminasi bambu andong dengan perekat isosianat. Bilah bambu dibedakan antara bagian pangkal, tengah dan ujung batang, serta antara kontrol dan yang diawetkan dengan cara direndam dalam larutan boron 7% selama 2 jam. Laminasi bambu dibuat dengan merekatkan 2 bilah bambu sejajar serat menggunakan perekat isosianat dengan berat labur perekat 250 g m-2 dan dikempa dingin selama 1 jam dengan 3 macam kombinasi muka bilah bambu yang direkat (muka dalam dengan muka luar, muka dalam dengan muka dalam, muka luar dengan muka luar). Hasil penelitian menunjukkan bahwa respon bambu andong terhadap perekat isosianat sangat dipengaruhi oleh posisi pada batang, pengawetan bilah bambu dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat. Pengawetan bilah bambu menurunkan keteguhan rekat laminasi bambu.

Penelitian tahap ketiga dilakukan untuk mengetahui pengaruh keberadaan buku pada bilah bambu penyusun PBK terhadap sifat papan yang dihasilkan, rendemen bilah bambu, retensi dan penetrasi bahan pengawet dalam bilah bambu andong. PBK 3 lapis dari bilah bambu andong dibuat dengan 5 variasi komposisi letak buku dalam lapisan penyusun PBK. Hasil penelitian menunjukkan bahwa beberapa sifat PBK tidak dipengaruhi oleh adanya buku pada bilah bambu penyusun PBK kecuali pengembangan tebal dan keteguhan tekan. Berdasarkan klasifikasi kelas kuat kayu Indonesia, PBK 3 lapis yang dibuat dari bilah bambu andong dengan berbagai posisi buku pada lapisan penyusunnya dan direkat dengan perekat isosianat setara dengan kayu kelas kuat dua (II). Rendemen

rata-boron dalam bilah bambu andong berturut-turut adalah 7.34 kg m dan 100%. Penelitian tahap keempat dilakukan untuk mempelajari pengaruh berat labur perekat dan waktu kempa yang diterapkan dalam pembuatan PBK terhadap sifat papan yang dihasilkan. PBK 5 lapis dibuat dari bilah bambu andong degan 3 variasi berat labur perekat (200 g m-2 , 250 g m-2 dan 300 g m-2 ) dan 3 variasi waktu kempa (30 menit, 45 menit dan 60 menit). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi perlakuan berat labur perekat 250 g m-2 dan waktu kempa 45 menit merupakan kondisi terbaik dalam pembuatan PBK dari bilah bambu andong yang dibuat dengan proses pengempaan dingin dan menggunakan perekat isosianat. PBK hasil penelitian ini memiliki sifat fisis dan mekanis yang baik dan setara dengan kayu kelas kuat II-I, memiliki kelas ketahanan III terhadap serangan rayap tanah, sedangkan kadar emisi formaldehidanya termasuk kelas mutu F****.

Penelitian tahap kelima dilakukan untuk mempelajari pengaruh komposisi arah lapisan terhadap sifat PBK yang dihasilkan. PBK 5 lapis dibuat dari bilah bambu andong menggunakan perekat isosianat dengan berat labur 250 g m-2 dan dikempa dingin selama 45 menit, dengan 4 variasi komposisi arah lapisan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa PBK berupa PLB dari bambu andong dengan variasi komposisi arah lapisan memiliki kualitas perekatan dan kestabilan dimensi yang baik. Sifat fisis dan mekanis PBK sangat dipengaruhi oleh variasi komposisi arah lapisan. Adanya lapisan silang pada komposisi lapisan penyusun PBK menurunkan keteguhan lentur dan keteguhan tekan tetapi meningkatkan kekerasan dan kestabilan dimensi PBK yang dihasilkan. Papan komposit berupa papan laminasi bersilang dari bambu andong sesuai untuk substitusi kayu pertukangan.

Penelitian tahap keenam dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi kekentalan dan macam bahan finishing terhadap kualitas hasil finishing PBK. Bahan finishing berpelarut minyak dan berpelarut air masing-masing dengan 2 variasi kekentalan diterapkan pada permukaan PBK. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan bahan finishing berpelarut air atau berpelarut minyak dapat memperjelas keunikan dan keindahan penampilan permukaan PBK. Lapisan finishing berpelarut minyak lebih tahan terhadap bahan kimia rumah tangga dan air dingin dibandingkan dengan bahan finishing berpelarut air. PBK dari bambu andong, direkat dengan perekat isosianat dan dilapisi bahan finishing berpelarut air atau berpelarut minyak menghasilkan bahan substitusi kayu dengan kadar emisi formaldehida rendah dan termasuk kelas mutu F*** sampai F****.

Papan laminasi bersilang (PLB) dari bambu andong yang direkomendasikan untuk dikembangkan adalah PLB dengan konstruksi seimbang atau simetris. PLB 5 lapis yang sesuai untuk dikembangkan adalah papan dengan lapisan silang pada lapisan inti atau lapisan ketiga dan papan dengan lapisan silang pada lapisan kedua dan keempat. PLB berkualitas tinggi secara teknis dapat dibuat dengan menggunakan bilah bambu andong, perekat isosianat dengan berat labur perekat 250 g m-2 dan dikempa dingin selama 45 menit. PLB dari bilah bambu andong dapat digunakan sebagai substitusi kayu pertukangan dan menyediakan alternatif bahan baku untuk mebel dan bangunan.

Kata kunci: papan laminasi bersilang, isosianat, berat labur dan waktu kempa, komposisi arah lapisan, finishing.



Hak cipta milik IPB, tahun 2014

Hak cipta dilindungi undang-undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tidak merugikan kepentingan IPB.

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

BAMBU ANDONG (Gigantochloa pseudoarundinacea)

IGNASIA MARIA SULASTININGSIH

Disertasi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor

pada

Mayor Teknologi Serat dan Komposit

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Penguji pada ujian tertutup : 1. Dr Ir Naresworo Nugroho, MS 2. Prof (R) Dr Ir Subyakto, M.Sc

Penguji pada ujian terbuka : 1. Prof Dr Ir Yusuf Sudo Hadi, M.Agr 2. Prof (R) Dr Ir Bambang Subiyanto, M.Sc

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat, rahmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian adalah Biokomposit dengan judul “Pengembangan Papan Laminasi Bersilang dari Bambu Andong (Gigantochloa pseudoarundinacea)”. Disertasi ini disusun sebagai tahapan akhir dalam penyelesaian studi untuk meraih gelar Doktor di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Prof Dr Ir Surdiding Ruhendi, MSc selaku ketua komisi pembimbing beserta anggota komisi pembimbing Prof Dr Ir Muh. Yusram Massijaya, MS, Prof Dr Ir I Wayan Darmawan, MSc dan Prof (R) Dr Drs Adi Santoso, Msi yang telah dengan ikhlas dan sabar memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Badan Litbang Kehutanan Kementerian Kehutanan yang telah memberikan kesempatan, ijin dan biaya studi melalui program Research School 2009. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan yang telah memberikan kesempatan, rekomendasi dan ijin bagi penulis untuk mengikuti tugas belajar pada Program Doktor, Sekolah Pascasarjana IPB, serta dukungan dana dan fasilitas penelitian sehingga penulis dapat melaksanakan penelitian dengan baik. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada keluarga besar penulis, keluarga besar Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan, keluarga besar Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB, teman-teman program pascasarjana IPB, serta semua pihak yang telah membantu kelancaran penelitian ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, September 2014

DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR

1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 3

1.3 Tujuan Penelitian 3

1.4 Manfaat Penelitian 3

1.5 Hipotesis 4

1.6 Novelty Penelitian 4 1.7 Ruang Lingkup Penelitian 4 2 KARAKTERISASI BAMBU ANDONG SEBAGAI BAHAN BAKU

PAPAN BAMBU KOMPOSIT

2.1 Pendahuluan 7

2.2 Bahan dan Metode 7

2.3 Hasil dan Pembahasan 8

2.4 Simpulan 23

3 _{RESPON BAMBU ANDONG (Gigantochloa pseudoarundinacea)}

TERHADAP PEREKAT ISOSIANAT

3.1 Pendahuluan 25

3.2 Bahan dan Metode 25

3.3 Hasil dan Pembahasan 27

3.3 Simpulan 35

4 PENGARUH BUKU TERHADAP SIFAT PAPAN BAMBU KOMPOSIT

4.2 Pendahuluan 36

4.2 Bahan dan Metode 36

4.3 Hasil dan Pembahasan 39

4.4 Simpulan 45

5 PENGARUH BERAT LABUR PEREKAT DAN WAKTU KEMPA TERHADAP SIFAT PAPAN BAMBU KOMPOSIT

5.1 Pendahuluan 46

5.2 Bahan dan Metode 46

5.3 Hasil dan Pembahasan 50

5.4 Simpulan 67

6 PENGARUH KOMPOSISI ARAH LAPISAN TERHADAP SIFAT PAPAN BAMBU KOMPOSIT

6.1 Pendahuluan 68

6.2 Bahan dan Metode 68

7 APLIKASI BAHAN FINISHING PADA PAPAN BAMBU KOMPOSIT

7.1 Pendahuluan 88

7.2 Bahan dan Metode 88

7.3 Hasil dan Pembahasan 91

7.4 Simpulan 97

8 PEMBAHASAN UMUM 98

9 SIMPULAN UMUM 103

2.1 Komponen kimia bambu andong 9 2.2 Komponen kimia utama beberapa jenis bambu 10

2.3 Ukuran batang bambu andong 12

2.4 Tebal dinding bambu andong 13

2.5 Kadar air dan kerapatan bambu andong 14

2.6 Penyusutan bilah bambu andong 16

2.7 Keteguhan lentur bilah bambu andong 18

2.8 Keteguhan tarik dan keteguhan tekan bilah bambu andong 21 3.1 Nilai rata-rata keteguhan rekat dan persen kerusakan bambu andong 29 3.2 Ringkasan hasil analisa keragaman keteguhan rekat bambu andong

dengan perekat isosianat

31 3.3 Ringkasan hasil uji nilai rata-rata pengaruh perlakuan terhadap

keteguhan rekat bambu andong (uji kering)

32 3.4 Ringkasan hasil uji nilai rata-rata pengaruh perlakuan terhadap

keteguhan rekat bambu andong (uji basah)

34

4.1 Rendemen bilah bambu 40

4.2 Sifat fisis dan mekanis papan bambu komposit dan ringkasan hasil analisis keragaman (ANOVA)

41 5.1 Klasifikasi kelas kuat kayu Indonesia 48 5.2 Klasifikasi ketahanan terhadap rayap tanah berdasarkan kehilangan

berat

49 5.3 Sifat fisis dan kualitas perekatan papan bambu komposit 52

5.4 Sifat mekanis papan bambu komposit 57

5.5 Ringkasan hasil analisa keragaman papan bambu komposit 58 5.6 Ringkasan hasil uji nilai rata-rata pengaruh berat labur dan waktu

kempa

terhadap sifat papan bambu komposit

63

5.7 Nilai rata-rata ketahanan papan bambu komposit terhadap rayap tanah

65 5.8 Kadar emisi formaldehida papan bambu komposit 67 6.1 Sifat fisis dan kualitas perekatan papan bambu komposit 72

6.2 Sifat mekanis papan bambu komposit 77

6.3 Ringkasan hasil analisa keragaman papan bambu komposit 79 6.4 Ringkasan hasil uji nilai rata-rata pengaruh komposisi arah lapisan

terhadap sifat papan bambu komposit

82 7.1 Kadar emisi formaldehida papan bambu komposit yang dilapisi

bahan finishing

1.1 Diagram alir kerangka penelitian pengembangan papan komposit dari bambu andong

6

2.1 Kerapatan bambu andong 15

2.2 Susut bambu andong dari kondisi basah ke kering udara 16 2.3 Susut bambu andong dari kondisi kering udara ke kering oven 17

2.4 Modulus patah (MOR) bambu andong 19

2.5 Modulus elastisitas (MOE) bambu andong 20 2.6 Penampang lintang bagian ruas dan buku bambu andong 20

2.7 Keteguhan tarik bambu andong 22

2.8 Keteguhan tekan bambu andong 23

3.1 Kombinasi muka bilah yang direkat 26

3.2 Contoh uji keteguhan geser tekan 27

3.3 Penampang lintang bagian pangkal, tengah dan ujung batang bambu andong

28 3.4 Penampang lintang garis rekat dan kombinasi muka bilah

bambu andong yang direkat

28 3.5 Keteguhan rekat bambu andong uji kering 30 3.6 Keteguhan rekat bambu andong uji basah 33 4.1 Macam bilah bambu andong yang digunakan dalam penelitian 37 4.2 Variasi posisi buku pada papan bambu tipis 38 4.3 Cara penyusunan bilah bambu dalam papan bambu komposit 3

lapis

39 4.4 Keragaan lapisan penyusun papan bambu komposit 40 4.5 Keragaan papan bambu komposit hasil penelitian 41 5.1 Pengujian terhadap serangan rayap tanah (SNI 01.7207-2006) 48 5.2 Peletakan contoh uji emisi formaldehida 49 5.3 Keragaan papan bambu komposit hasil penelitian 51 5.4 Pengembangan tebal papan bambu komposit dengan variasi berat

labur perekat dan waktu kempa

53 5.5 Pengembangan lebar papan bambu komposit dengan variasi berat

labur perekat dan waktu kempa

54 5.6 Keteguhan rekat papan bambu komposit dengan variasi berat

labur perekat dan waktu kempa

55 5.7 Penampang lintang garis rekat A1B1 dan A2B2 55 5.8 MOR uji datar papan bambu komposit dengan variasi berat labur

perekat dan waktu kempa

58 5.9 _{MOR uji tegak papan bambu komposit dengan variasi berat labur}

perekat dan waktu kempa

59 5.10 MOE uji datar papan bambu komposit dengan variasi berat labur

perekat dan waktu kempa

60 5.11 _{MOE uji tegak papan bambu komposit dengan variasi berat labur}

perekat dan waktu kempa

61 5.12 _{Keteguhan tekan papan bambu komposit dengan variasi berat}

labur perekat dan waktu kempa

perekat dan waktu kempa

5.14 Kekerasan garis rekat papan bambu komposit dengan variasi berat labur perekat dan waktu kempa

64 6.1 Variasi komposisi arah lapisan papan bambu komposit 70 6.2 Keragaan papan bambu komposit hasil penelitian 71 6.3 Pengembangan tebal papan bambu komposit dengan variasi

kompossi arah lapisan dan muka bilah bambu yang direkat

73 6.4 Pengembangan lebar papan bambu komposit dengan variasi

kompossi arah lapisan dan muka bilah bambu yang direkat

74 6.5 Keteguhan rekat papan bambu komposit dengan variasi

komposisi arah lapisan

dan muka bilah bambu yang direkat

76

6.6 MOR uji datar papan bambu komposit dengan variasi komposisi arah lapisan dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat

78 6.7 MOR uji tegak papan bambu komposit dengan variasi komposisi

arah lapisan dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat

79 6.8 MOE uji datar papan bambu komposit dengan variasi komposisi

arah lapisan dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat

81 6.9 MOE uji tegak papan bambu komposit dengan variasi komposisi

arah lapisan dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat

83 6.10 _{Keteguhan tekan papan bambu komposit dengan variasi}

komposisi arah lapisan dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat

84

6.11 Kekerasan sisi papan bambu komposit dengan variasi komposisi arah lapisan dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat

85 6.12 Kekerasan garis rekat papan bambu komposit dengan variasi

komposisi arah lapisan dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat

86

7.1 Papan komposit yang akan difinishing 88

7.2 Keragaan papan komposit yang sudah difinishing 92 7.3 Contoh hasil pengujian lapisan finishing larut air (A11 dan A21)

dan larut minyak (B11 dan B21) terhadap bahan kimia rumah tangga

92

7.4 Penampilan permukaan papan komposit beberapa bulan setelah dilakukan beberapa macam pengujian

93 7.5 Contoh hasil uji gores atau cross cut tape test 94 7.6 Pelaksanaan pengujian ketahanan lapisan finishing terhadap

air dingin dan air panas

94 7.7 Hasil pengujian lapisan finishing berpelarut larut air terhadap air

dingin dan air panas

95 7.8 Hasil pengujian lapisan finishing berpelarut minyak terhadap air

dingin dan air panas

1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Saat ini pasokan kayu berkualitas khususnya untuk bahan mebel dan bangunan belum mencukupi kebutuhan yang ada. Kondisi ini mendorong usaha pencarian material alternatif sebagai substitusi kayu terus meningkat. Salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai substitusi kayu adalah bambu karena sejak jaman dahulu manusia telah menggunakan bambu sebagai bahan bangunan, mebel, alat rumah tangga dan barang kerajinan. Bambu yang termasuk tanaman cepat tumbuh dan mempunyai daur yang relatif pendek merupakan salah satu sumberdaya alam yang cukup menjanjikan sebagai bahan mebel dan bangunan atau sebagai kayu pertukangan.

Di Indonesia bambu dapat dijumpai baik di daerah pedesaan maupun di dalam kawasan hutan. Semua jenis tanah dapat ditanami bambu kecuali tanah di daerah pantai. Pada tanah ini kalaupun terdapat bambu, pertumbuhannya lambat dan batangnya kecil. Tanaman bambu dapat dijumpai mulai dari dataran rendah sampai dataran tinggi, dari pegunungan berbukit dengan lereng curam sampai landai (Sastrapraja, et.al, 1977). Sementara itu menurut Widjaja (2012) bambu di Indonesia terdiri atas 160 jenis; 38 jenis di antaranya merupakan jenis introduksi dan 122 jenis merupakan tanaman asli Indonesia.

Luas tanaman bambu di Indonesia pada tahun 2000 diperkirakan sebesar 2.104.000 ha yang terdiri atas 690.000 ha luas tanaman bambu di dalam kawasan hutan dan 1.414.000 ha luas tanaman bambu di luar kawasan hutan (FAO dan INBAR, 2005). Di samping itu bambu telah banyak ditanam dalam rangka pengembangan hutan rakyat khususnya di daerah yang merupakan sentra industri kerajinan bambu seperti di Kabupaten Tasikmalaya, Jawa Barat dan Kabupaten Bangli, Bali. Sumber daya bambu yang cukup melimpah tersebut perlu ditingkatkan pemanfaatannya agar dapat memberi sumbangan terhadap pertumbuhan ekonomi nasional. Pemanfaatan bambu di Indonesia saat ini masih terbatas dan dilakukan secara konvensional dengan menggunakan bambu berbentuk bulat atau kombinasi antara bambu bulat, bilah bambu dan sayatan bambu. Oleh karena itu perlu ditingkatkan diversifikasi produk pengolahan bambu khususnya yang dapat berfungsi sebagai kayu pertukangan.

Kayu pertukangan berbentuk papan dan balok memiliki ukuran tebal, lebar dan panjang tertentu. Sebagai substitusi kayu pertukangan, bambu yang bentuknya bulat dan berlubang kurang fleksibel dalam penggunaannya sehingga perlu diolah lebih lanjut menjadi suatu produk yang memiliki dimensi seperti papan atau balok kayu. Untuk tujuan tersebut maka pembuatan produk bambu komposit merupakan salah satu pilihan yang dapat diterapkan.

Berglund dan Rowell (2005) menyatakan bahwa pengembangan produk komposit memberi beberapa keuntungan, antara lain dapat menggunakan kayu berdiameter kecil, menggunakan limbah dari industri pengolahan kayu, membuat komponen yang seragam, mengembangkan produk komposit yang lebih kuat dibanding kayu asalnya, dan dapat membuat produk komposit dengan berbagai

bentuk. Keuntungan tersebut berlaku juga dalam pengembangan produk bambu komposit.

Bambu komposit adalah suatu produk yang diperoleh dengan jalan menggabungkan beberapa elemen bambu dengan menggunakan perekat. Macam produk bambu komposit tergantung dari jenis perekat dan bentuk elemen bambu yang digunakan. Penerapan teknologi perekatan yang sudah maju dalam pembuatan bambu komposit dapat menghasilkan berbagai macam produk dengan berbagai macam ukuran dan penampilan. Produk tersebut dapat dibuat dengan kualitas tinggi, penampilan yang sangat bagus dan bervariasi serta memberikan pilihan motif penampilan yang berbeda dibanding motif penampilan kayu dan memenuhi persyaratan tertentu sesuai dengan tujuan penggunaannya.

Masalah yang timbul dalam pemanfaatan bambu sebagai bahan kayu pertukangan adalah keterbatasan bentuk dan dimensinya. Dalam bentuk pipih bambu mempunyai ketebalan yang relatif kecil (tipis) sehingga untuk menambah ketebalannya perlu dilakukan usaha laminasi. Kemajuan dalam teknologi perekatan yang ada saat ini dapat mengatasi keterbatasan bentuk dan dimensi bambu sebagai bahan kayu pertukangan. Dengan menggunakan perekat tertentu, bambu yang bentuk aslinya bulat dan berlubang dapat diolah menjadi produk perekatan bambu dengan dimensi dan kualitas yang sesuai dengan tujuan penggunaannya.

Penelitian mengenai pengembangan papan bambu komposit sudah banyak dilakukan oleh beberapa peneliti dengan perbedaan antara lain jenis bambu yang digunakan, bentuk elemen penyusun, jumlah dan arah lapisan, perlakuan pendahuluan, jenis perekat dan berat labur perekat serta kondisi pengempaan yang diterapkan dalam pembuatan papan bambu komposit. Penelitian mengenai papan bambu komposit yang dibuat dari zephyr mat bambu moso (Phyllostachys pubescens) menggunakan perekat berbasis resorsinol telah dilakukan oleh Nugroho dan Ando (2001). Penelitian pengembangan papan bambu komposit sebagai substitusi kayu dengan elemen penyusun berupa untai atau strand dan bilah bambu juga telah dilakukan oleh beberapa peneliti (Lee dan Liu 2003, Sulastiningsih et al. 2005, Rittironk dan Elnieiri 2008, Correal dan Lopez 2008, Sulastiningsih dan Nurwati 2009, Correal dan Ramirez 2010, Mahdavi et al. 2011, Ahmad dan Kamke 2011, Sulastiningsih et al. 2012).

Pabrik bambu komposit yang ada di Indonesia saat ini hanya memanfaatkan bambu betung (Dendrocalamus asper) sebagai bahan bakunya. Produk bambu komposit dari jenis bambu lain seperti bambu andong (Gigantochloa pseudoarundinacea) masih harus dikembangkan di berbagai tempat khususnya yang memiliki potensi tanaman bambu cukup besar. Di samping itu papan bambu komposit yang ada saat ini masih perlu ditingkatkan kualitasnya agar diperoleh produk bambu komposit baru yang berkualitas tinggi dan sesuai dengan tujuan penggunaannya. Papan laminasi bersilang dari bambu andong merupakan salah satu produk bambu komposit yang perlu dikembangkan untuk mencapai tujuan tersebut. Kualitas produk komposit seperti papan bambu komposit dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain sifat bahan yang direkat (jenis bambu), bentuk elemen penyusunnya, jenis perekat, komposisi dan berat labur perekat yang digunakan, komposisi arah lapisan serta kondisi pengempaan yang diterapkan dalam proses pembuatannya. Papan laminasi

bersilang dari bambu atau papan bambu komposit merupakan salah satu produk pengolahan bambu yang dapat berfungsi sebagai kayu pertukangan, sehingga penguasaan teknologi pembuatan papan bambu komposit mutlak diperlukan dan disesuaikan dengan karakteristik jenis bambu tertentu yang ada di Indonesia.

1.2 Perumusan Masalah

Indonesia memiliki sumberdaya bambu yang cukup melimpah akan tetapi pemanfaatannya masih terbatas. Seiring dengan kondisi tersebut maka perlu dilakukan diversifikasi pengolahan bambu di mana produk yang dihasilkan dapat berfungsi sebagai kayu pertukangan. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan mengembangkan produk pengolahan bambu berupa papan laminasi bersilang berkualitas tinggi yang dapat berfungsi sebagai kayu pertukangan. Pengembangan papan komposit tersebut dilakukan dengan menggunakan bilah bambu sebagai elemen penyusunnya agar diperoleh permukaan yang rata dan utuh sedangkan perekat yang digunakan adalah perekat bebas formaldehida yaitu isosianat. Kualitas papan komposit dari bambu sebagai kayu pertukangan ditentukan oleh sejumlah faktor antara lain sifat dasar bambu, keberadaan dan posisi buku pada bilah bambu, berat labur dan waktu kempa yang diterapkan dalam proses pembuatan papan komposit, arah lapisan serta kombinasi perekatan muka bilah penyusun papan komposit.

Berdasarkan uraian di atas, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:

a. Bagaimanakah karakteristik bambu andong sebagai bahan baku papan komposit?

b. Bagaimanakah respon atau kesesuaian bambu andong terhadap perekat isosianat yang digunakan dalam pembuatan papan komposit?

c. Bagaimanakah pengaruh adanya buku, variasi berat labur perekat dan waktu kempa terhadap sifat papan komposit yang dihasilkan?

d. Bagaimanakah pengaruh komposisi arah lapisan dan kombinasi muka bilah bambu yang direkat terhadap sifat papan komposit yang dihasilkan?

e. Bagaimanakah pengaruh jenis dan kekentalan bahan finishing terhadap kualitas hasil finishing papan komposit?

1.3 Tujuan Penelitian

Secara keseluruhan penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan papan laminasi bersilang berkualitas tinggi dari bambu andong (Gigantochloa pseudoarundinacea) yang dapat berfungsi sebagai kayu pertukangan, melalui kajian karakteristik produk yang dihasilkan pada berbagai kondisi pembuatan.

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi secara ilmiah mengenai karakteristik bambu andong (G. pseudoarundinacea) sebagai bahan baku

papan laminasi bersilang serta informasi teknik pembuatan papan laminasi bersilang berkualitas tinggi dari bambu andong yang dapat digunakan sebagai substitusi kayu pertukangan. Manfaat lain dari penelitian ini adalah memberi informasi penggunaan perekat isosianat dalam pembuatan papan komposit dari bambu yang sesuai untuk industri kecil, memberi informasi alternatif pilihan penampilan bahan baku selain kayu, dan memberi informasi mengenai bahan finishing serta aplikasinya yang sesuai untuk papan komposit dari bambu andong.

1.5 Hipotesis

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah:

1. Data karakterisasi bambu andong dapat dijadikan landasan untuk pengembangan bambu andong sebagai bahan papan komposit.

2. Kualitas papan komposit diduga dipengaruhi oleh respon bambu andong terhadap perekat isosianat

3. Keberadaan buku pada bilah bambu, berat labur perekat dan waktu kempa berpengaruh terhadap kualitas papan komposit.

4. Komposisi arah lapisan penyusun papan serta kombinasi muka bilah bambu yang direkat berpengaruh terhadap kualitas papan komposit.

5. Jenis bahan finishing dapat menentukan kualitas tampilan papan bambu komposit.

1.6 Novelty Penelitian

Terciptanya prototipe papan laminasi bersilang yang berkualitas tinggi dari bambu andong.

1.7 Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini terdiri atas enam tahap yang meliputi karakterisasi bambu andong sebagai bahan baku papan komposit, kesesuaian bambu andong dengan perekat isosianat, pengaruh adanya buku, pengaruh berat labur perekat dan waktu kempa, pengaruh komposisi arah lapisan dan kombinasi muka bilah yang direkat terhadap kualitas papan komposit yang dihasilkan, serta pengaruh jenis bahan finishing dan kekentalannya terhadap kualitas hasil fininshing atau penampilan papan komposit.

Penelitian tahap pertama, eksplorasi untuk mendapatkan data dasar dari bambu andong meliputi komponen kimia bambu andong, sifat fisis dan mekanis bambu andong. Penelitian tahap kedua, mempelajari respon atau kesesuaian bambu andong terhadap perekat isosianat dengan cara menguji keteguhan rekat laminasi bambu andong dengan perekat isosianat baik dalam kondisi kering maupun basah.

Penelitian tahap ketiga, mempelajari pengaruh keberadaan buku pada bilah bambu penyusun papan komposit terhadap sifat papan yang dihasilkan. Papan bambu

komposit 3 lapis dibuat dengan 5 variasi komposisi letak buku dalam lapisan penyusun papan komposit. Parameter yang diuji meliputi sifat fisis dan mekanis serta kualitas perekatan papan komposit yang dihasilkan.

Penelitian tahap keempat mempelajari pengaruh berat labur perekat dan waktu kempa yang diterapkan dalam pembuatan papan komposit terhadap sifat papan komposit yang dihasilkan. Papan bambu komposit 5 lapis dibuat degan 3 variasi berat labur perekat dan 3 variasi waktu kempa. Parameter yang diuji sama dengan penelitian tahap ketiga ditambah dengan uji ketahanan papan bambu komposit terhadap serangan rayap tanah dan uji emisi formaldehida papan bambu koposit yang dihasilkan.

Penelitian tahap kelima mempelajari pengaruh komposisi arah lapisan terhadap sifat papan bambu komposit yang dihasilkan. Papan bambu komposit 5 lapis dibuat dengan 4 variasi komposisi arah lapisan dan 2 macam kombinasi muka bilah bambu yang direkat antara lapisan luar dengan lapisan didekatnya. Parameter yang diuji sama dengan penelitian tahap ketiga. Pada penelitian tahap kelima ini diperoleh papan laminasi bersilang dengan 3 macam komposisi arah lapisan.

Penelitian tahap keenam mempelajari pengaruh jenis bahan finishing dan kekentalannya terhadap kualitas hasil finishing papan bambu komposit. Parameter yang diuji meliputi ketahanan lapisan finishing terhadap bahan kimia rumah tangga dan uji gores pada lapisan finishing. Diagram alir kerangka pemikiran disajikan pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1 Diagram alir kerangka pemikiran penelitian pengembangan papan laminasi bersilang dari bambu andong

Permasalahan umum:

Kebutuhan kayu pertukangan terus meningkat

Kesenjangan pasokan bahan baku kayu dan masalah lingkungan

Solusi alternatif:

Pemanfaatan bahan lignoselulosa selain kayu (bambu) Pengembangan produk dan teknologinya

Batang bambu sebagai bahan alternatif kayu pertukangan

Kelemahan :

 Mudah diserang bubuk  Karakteristik batang bambu berbuku dan berlubang, diameter dari pangkal ke ujung semakin kecil  Pemanfaatan masih terbatas

dan konvensional

Perlu diversifikasi produk Kelebihan :

Potensi besar dan tersebar di seluruh Indonesia

Multiguna Cepat tumbuh Daur pendek hanya 4 tahun

Papan bambu komposit (PBK) berkualitas tinggi

1. Karakterisasi bambu andong sebagai bahan PBK

2. Respon bambu andong terhadap perekat isosianat

3. Pengaruh buku terhadap sifat PBK

4. Pengaruh berat labur dan waktu kempa terhadap sifat PBK

5. Pengaruh komposisi arah lapisan terhadap sifat PBK berupa papan laminasi bersilang (PLB)

2

KARAKTERISASI BAMBU ANDONG SEBAGAI BAHAN

BAKU PAPAN BAMBU KOMPOSIT

2.1 Pendahuluan

Bambu adalah salah satu bahan yang dapat digunakan untuk berbagai tujuan. Sejak jaman dahulu manusia telah menggunakan bambu sebagai bahan bangunan, mebel, alat rumah tangga dan barang kerajinan. Diversifikasi produk pengolahan bambu yang ada saat ini perlu ditingkatkan dan diarahkan untuk menghasilkan produk pengolahan bambu yang dapat digunakan sebagai substitusi kayu pertukangan berkualitas khususnya untuk mebel. Untuk tujuan tersebut maka bambu yang bentuknya bulat dan berlubang harus dikonversi menjadi suatu produk perekatan bambu berupa papan bambu komposit yang memiliki dimensi seperti papan kayu sehingga penggunaannya lebih fleksibel. Kinerja dari produk perekatan bambu seperti papan bambu komposit dipengaruhi oleh sifat bahan yang direkat, jenis dan komposisi perekat yang digunakan serta proses yang diterapkan dalam pembuatannya. Oleh karena itu penelitian pada tahap ini didisain untuk mengetahui sifat dasar bambu andong sebagai bahan baku papan bambu komposit meliputi komponen kimia, sifat fisis dan mekanis bambu.

2.2 Bahan dan Metode 2.2.1 Bahan dan Peralatan

Bambu yang digunakan dalam penelitian ini adalah bambu andong (Gigantochloa pseudoarundinacea) sebanyak 5 batang berumur sekitar 4 tahun, diameter pangkal batang 10.05 – 11.90 cm. Bambu tersebut diambil dari daerah Sukabumi Jawa Barat. Bahan lain yang digunakan adalah satu paket bahan kimia dan bahan pembantu. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain meliputi: gergaji potong, wood mill, mesin belah bambu, mesin serut, meteran, kaliper, timbangan, oven, penangas, mesin uji universal, dan seperangkat peralatan gelas.

2.2.2 Metode

2.2.2.1 Analisis Komponen Kimia Bambu Andong

Bambu merupakan bahan berlignoselulosa seperti kayu, oleh karena itu komponen utama bambu terdiri atas selulosa, hemiselulosa, lignin, zat ekstraktif dan abu. Analisis komponen kimia bambu andong dilakukan menurut Standar Amerika meliputi kadar ekstraktif larut air dingin dan larut air panas (ASTM D 1110-84), ekstraktif larut dalam alkohol benzen (ASTM D 1107-84), ekstraktif larut dalam NaOH 1% (ASTM D 1190-84), holoselulosa (ASTM D 1104-56), alfa selulosa (ASTM D 1103-60), lignin (ASTM D 1106-84), dan abu (ASTM D 1102-84).

2.2.2.2 Karakterisasi Sifat Fisis dan Mekanis Bambu Andong

Sifat fisis bambu yang diuji meliputi dimensi bambu (panjang total bambu, tebal bambu, panjang ruas rata-rata batang bambu, dan banyaknya ruas tiap batang bambu), kadar air, kerapatan, dan penyusutan arah lebar, dan tebal bambu. Pengujian dimensi batang bambu dilakukan pada 5 batang bambu yang diambil secara acak dari 100 batang bambu andong yang digunakan untuk penelitian. Sedangkan pengujian kadar air, kerapatan dan penyusutan bambu dilakukan pada 2 batang bambu yang diambil secara acak dari 5 batang bambu yang telah diuji dimensinya. Pengujian kadar air, kerapatan dan penyusutan bambu dilakukan pada contoh uji berbentuk bilah dengan kulit. Pembuatan contoh uji dan prosedur pengujian sifat fisis bambu mengikuti Standar Internasional ISO 22157-1:2004(E). Contoh uji dibuat dengan ukuran 2.5 cm x 2.5 cm x tebal bambu, diambil dari setiap ruas dan buku pada 10 ruas sepanjang batang bambu dimulai dari ruas pertama setelah bagian pangkal batang bambu dipotong sepanjang ± 1.5 m. Contoh uji untuk penyusutan bambu hanya dilakukan pada bagian ruas.

Sifat mekanis bambu yang diuji meliputi keteguhan lentur sejajar serat, keteguhan tekan sejajar serat dan keteguhan tarik sejajar serat. Pengujian dilakukan pada contoh uji berbentuk bilah dengan kulit. Penyerutan minimal dilakukan pada permukaan bilah bambu agar diperoleh penampang persegi. Pada Standar Internasional ISO 22157-1:2004(E) pengujian sifat mekanis dilakukan pada bambu bundar. Oleh karena itu dalam penelitian ini pembuatan contoh uji dan prosedur pengujian sifat mekanis bambu mengikuti prosedur yang dilakukan oleh peneliti terdahulu (Idris et al. 1994 dan Shao et al. 2010). Contoh uji diambil dari setiap ruas dan buku pada sepanjang batang bambu dimulai dari ruas pertama setelah bagian pangkal batang bambu dipotong sepanjang ± 1.5 m. Pengujian sifat mekanis bambu menggunakan batang bambu yang sama dengan pengujian sifat fisis bambu yaitu sebanyak 2 batang.

Analisis data dilakukan pada masing-masing sifat fisis dan mekanis bambu. Data yang diperoleh kemudian ditabulasi dan dihitung nilai rata-rata dan simpangan bakunya.

2.3Hasil dan Pembahasan

2.3.1 Komponen Kimia Bambu Andong

Bambu adalah bahan berlignoselulosa seperti kayu. Pengetahuan dasar tentang komponen kimia suatu jenis bambu sangat diperlukan agar bambu tersebut dapat dimanfaatkan secara bijaksana. Liese (1985) menyatakan bahwa batang bambu terdiri atas komponen kimia utama (selulosa, hemiselulosa, dan lignin) dan komponen kimia minor (resin, tanin, lilin, dan garam anorganik). Hasil analisis komponen kimia utama bambu andong disajikan pada Tabel 2.1.

2.3.1.1Holoselulosa dan Selulosa Bambu Andong

Susunan kimia kayu tidak dapat didefinisikan dengan tepat untuk satu jenis kayu, bahkan untuk satu pohon sekalipun, demikian juga dengan bambu. Susunan kimia bambu beragamn menurut bagian tanaman (akar, batang, dan daun), jenis

bambu, lokasi geografis, iklim, dan keadaan tanah. Bambu andong yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kandungan holoselulosa sebesar 62.12% dan selulosa sebesar 42.62% (Tabel 2.1).

Tabel 2.1 Komponen kimia bambu andong

No Komponen Nilai (%)

1 Holoselulosa 62.12

2 Selulosa 42.62

3 Hemiselulosa 19.50

4 Lignin 30.96

5 Kelarutan ekstraktif dalam alkohol benzena 3.26 6 Kelarutan ekstraktif dalam air dingin 3.42 7 Kelarutan ekstraktif dalam air panas 6.40 8 Kelarutan ekstraktif dalam NaOH 1% 14.27

9 Abu 3.24

Kadar holoselulosa bambu andong ini lebih rendah bila dibandingkan dengan jenis-jenis bambu lain yang berkisar antara 71.63 - 84.52%, sementara kadar selulosanya berada dalam kisaran nilai jenis-jenis bambu yang telah diteliti terdahulu, yaitu 33.81 – 51.58% (Tabel 2.2). Namun demikian, kadar selulosa bambu andong yang diteliti ini masih sejalan dengan pernyataan Fengel dan Wegener (1995) yang menyatakan bahwa kandungan selulosa pada bambu sekitar 40 – 50%. Gugus-gugus fungsional yang terdapat dalam rantai selulosa adalah gugus-gugus hidroksil. Tiga dari padanya terikat pada setiap unit glukosa. Permukaan rantai-rantai selulosa dapat dikatakan penuh dengan gugus-gugus OH. Gugus-gugus OH tersebut tidak hanya menentukan struktur supramolekul tetapi juga menentukan sifat fisis dan kimia selulosa.

Menurut Achmadi (1990), selulosa merupakan molekul gula linier berantai panjang, yang menyebabkan dinding sel bersifat higroskopis(atau hidrfilik). Gugus hidroksil pada molekul selulosa dan hemiselulosa bertanggung jawab atas afinitas air ini dan tingginya potensi membentuk ikatan hidrogen. Penataan molekul polisakarida di dalam dinding sel, terutama selulosa, juga memperlihatkan efek menonjol pada sifat fisis dan mekanis setiap jenis kayu (bahan berlignoselulosa lain) akan memepertahankan kadar air kesetimbangan dengan lingkungannya, melalui penyerapan atau pelepasan air. Jika kayu menyerap air, dinding sel mengembang sampai dinding sel jenuh air. Kadar air dalam keadaan ini dinamakan titik jenuh serat. Sebaliknya, lepasnya air (di bawah titik jenuh serat) karena difusi atau evaporasi, menyebabkan kayu (bahan berlignoselulosa lain) mengerut. Kadar air dalam sel kayu juga nyata mempengaruhi sifat mekanis kayu (bahan berlignoselulosa lain).

Achmadi (1990), mengemukakan bahwa kayu terdegradasi secara hayati karena organisme mengenal polimer polisakarida dalam dinding sel, dan memiliki enzim khusus yang mampu menghidrolisis polimir ini menjadi unit yang dapat dicerna. Degradasi selulosa yang berbobot molekul tinggi itu melemahkan kayu sebab selulosa adalah bahan utama yang menyebabkan

kekuatan kayu. Kekuatan kayu lenyap apabila polimer selulosa terdegradasi melalui reaksi oksidasi, hidrolisis, dan dehidrasi. Jenis reaksi yang sama juga berlangsung jika ada asam atau basa.

Selanjutnya dinyatakan bahwa dimensi kayu berubah jika kadar airnya berubah, sebab polimer dinding sel mengandung gugus hidroksil dan gugus mengandung oksigen lainnya yang bersifat menarik air melalui ikatan hidrogen. Air ini mengembangkan dinding sel, dan kayu memuai sampai dinding jenuh dengan air. Air yang terdapat setelah titik jenuh serat tercapai berada dalam struktur rongga (void structure) dan tidak mengakibatkan pengembangan lebih lanjut. Proses ini bersifat dapat balik, kayu menyusut jika melepaskan air dari dinding selnya.

Tabel 2.2 Komponen kimia utama beberapa jenis bambu

No Jenis bambu

Komponen kimia (%)

Sumber Holo-

selulosa

Hemi-selulosa

Selu- losa

Lignin

1 G. pseudoarundinacea 79.59 28.08 51.51 21.63 1)

2 G. apus 80.18 31.24 48.94 27.91 1)

3 D. asper 79.43 31.57 47.86 28.44 1)

4 D. asper 73.63 28.69 44.94 27.37 2)

5 S. brachycladum 71.96 27.66 44.30 26.18 2)

6 S. lima 72.77 27.12 45.65 26.05 2)

7 P. pubescens 65.87 21.20 44.46 22.77 3)

8 G. scortechinii 74.63 27.76 46.87 32.55 4)

9 G. levis 84.52 50.71 33.81 26.50 4)

10 G. brang 79.70 28.12 51.58 24.83 4)

12 G. wrayi 84.53 46.87 37.66 30.84 4)

Sumber : 1) Suryana 2012; 2) Manuhuwa 2008; 3) Li et al 2007; 4) Razak et al. 2013

Bambu merupakan bahan berlignoselulosa seperti kayu, berkenaan dengan kandungan hemiselulosa dan selulosanya, maka fenomena seperti pada kayu kemungkinan akan terjadi pula pada bambu, sifat higroskopis (atau hidrofilik) dan stabilitas dimensi bambu andong, implikasinya akan tergambar pada sifat fisis dan mekanisnya, sejalan dengan tinggi-rendahnya kadar polisakarida (holoselulosa dan selulosa) dalam bambu tersebut, baik pada bagian buku maupun ruas.

2.3.1.1 Lignin, Zat Ekstraktif dan Kadar Abu Bambu Andong

Komponen kimia utama lainnya yang terdapat dalam bambu adalah lignin, yaitu molekul polifenol yang strukturnya tiga dimensi dan bercabang banyak, strukturnya kompleks dan bobot molekulnya tinggi. Menurut Achmadi (1990), lignin hanya memiliki sedikit gugus hidroksil bebas, oleh karena itu tidak higroskopis, lignin dapat dikatakan hidrofobik (menolak air). Komponen lignin dapat terdegradasi oleh fotokimia disebabkan oleh cahaya UV dan menyebabkan perubahan warna yang khas. Lignin bertindak sebagai perekat dalam kayu (bahan berlignoselulosa lain),

memegangi serat-serat selulosa menjadi satu, dan menyebabkan kayu (bahan berlignoseluosa lain) menjadi keras dan kaku sehingga mampu menahan tekanan mekanis yang besar.

Bambu andong yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kandungan lignin sebesar 30.96% (Tabel 2.1), relatif lebih tinggi dibanding kandungan lignin dari jenis bambu hasil penelitian terdahulu yang berkisar antara 21.63 – 32.55% (Tabel 2.2), demikian pula bila dibandingkan dengan pendapat Liese (1985) yang menyatakan bahwa jenis-jenis bambu Indonesia memiliki kandungan lignin (19.8 – 26.6%). Tingginya kadar lignin dalam bambu andong akan menyebabkan bambu andong ini memiliki sifat kekerasan dan kekakuan yang relatif besar dibanding jenis-jenis bambu lainnya.

Selain komponen utama, sejumlah tanaman berkayu mengandung senyawa-senyawa minor yang dapat diekstraksi dengan menggunakan pelarut polar (yang dapat larut dalam air dingin) dan non polar (yang dapat larut dalam campuran alkohol-benzena dan/atau air panas). Kandungan dan komposisi ekstraktif berubah-ubah di antara berbagai jenis kayu, demikian pula dalam bambu. Zat ekstraktif ini terdapat dalam berbagai bentuk terutama senyawa-senyawa tak jenuh, seperti: lemak, lilin/parafin, asam lemak terdegradasi dan resin.

Ruhendi et al. (2007) menyatakan bahwa ekstraktif memiliki pengaruh yang besar dalam menurunkan higroskopisitas dan permeabilitas serta meningkatkan keawetan kayu. Ekstraktif mempunyai pengaruh yang besar dalam perekatan kayu, yaitu mempengaruhi pH, kontaminasi dan penetrasi. Ekstraktif akan menjadi masalah yang serius dalam perekatan bila terdapat dalam jumlah yang berlebihan. Ekstraktif dapat menghalangi pembasahan atau bertindak sebagai penghalang terhadap penetrasi perekat. Berdasarkan uraian tersebut maka ekstraktif juga memberikan pengaruh yang sama terhadap perekatan bambu. Oleh karena itu kandungan ekstraktif dalam bilah bambu sebagai elemen penyusun papan bambu komposit perlu diketahui agar diperoleh kualitas hasil rekatan yang baik.

Bambu andong yang diteliti memiliki kadar zat ekstraktif larut alkohol-benzena 3.26%, ekstraktif larut air dingin 3.42%, ekstraktif larut air panas 6.40%, ekstraktif larut dalam NaOH 1% sebanyak 14.27%, dan kadar abu 3.24% (Tabel 2.1). Hasil tersebut, kecuali kadar zat ekstraktif yang larut dalam NaOH 1%, seluruhnya dalam kisaran data yang diperoleh Liese (1985) yang mengemukakan bahwa jenis-jenis bambu Indonesia memiliki kandungan ekstraktif larut alkohol-benzena (0.9-10.8%), ekstraktif larut air panas (5.3-11.8%), ekstraktif larut dalam NaOH 1% (22.2- 29.8%), dan kadar abu (0.8 – 3.8%). Sementara Manuhua (2008) mengemukakan bahwa

Dendrocalamus asper memiliki kandungan ekstraktif larut alkohol benzen 4.10%, ekstraktif larut air dingin 3.59%, ekstraktif larut air panas 5.92%, Schizostachyum brachycladum memiliki kandungan ekstraktif larut alkohol-benzena 3.43%, ekstraktif larut air dingin 3.46%, ekstraktif larut air panas 5.88%, serta Schizostachyum lima

memiliki kandungan ekstraktif larut alcohol-benzena 3.49%, ekstraktif larut air dingin 3.59%, ekstraktif larut air panas 5.70%. Hasil penelitian Razak et al. (2013) menunjukkan bahwa kadar ekstraktif dan abu pada Gigantochloa brang berturut-turut adalah 8.30% dan 1.26%, Gigantochloa levis 9.23% dan 1.30%, Gigantochloa scortechinii 8.00% dan 2.84%, Gigantochloa wrayi 8.62% dan 0.88%. Di samping

itu dikemukakan juga bahwa kandungan lignin, ekstraktif dan abu pada bagian buku berbeda nyata dengan bagian ruas.

Bertolak pada kenyataan di atas, bambu andong yang diteliti memiliki kadar ektraktif dalam air panas dan alkohol-benzena yang relatif tinggi yang mengindikasikan bahwa bambu ini mengandung senyawa ekstraktif non polar (seperti: lemak, lilin/parafin, asam lemak terdegradasi dan resin). Konsekuensi dari hal tersebut bila bambu andong ini dibuat produk perekatan, kemungkinan dalam uji keteguhan rekat eksterior (siklis) akan mengalami penurunan, karena perlakuan pemanasan dalam air mendidih akan mengakibatkan tereksposenya zat ekstraktif non polar sehingga akan melemahkan ikatan adhesi antara perekat dengan bambu.

2.3.2 Sifat Fisis Bambu Andong

2.3.2.1 Dimensi Batang Bambu Andong

Hasil pengukuran dimensi batang bambu andong disajikan pada Tabel 2.3 dan Tabel 2.4. Bambu andong yang digunakan dalam penelitian ini memiliki panjang batang berkisar antara 9.71 – 13.08 m dengan rata-rata 10.85 m, diameter pangkal antara 10.05 – 11.90 cm dengan rata-rata 11 cm, diameter ujung antara 7.05 – 8.75 cm dengan rata-rata 7.93 cm, panjang ruas antara 33.2 – 56.9 cm dengan rata-rata 46.7 cm, jumlah ruas per batang antara 21 – 25 ruas dengan rata-rata 23 ruas per batang, tebal dinding bagian pangkal antara 15.74 – 24.10 mm dengan rata-rata 19.45 mm dan tebal dinding bagian ujung antara 6.15 – 9.89 mm dengan rata-rata 8.22 mm.

Tabel 2.3 Ukuran batang bambu andong No

Batang

Panjang

(m) Diameter (cm)

Rerata panjang ruas dan kisarannya (cm)

Jumlah ruas per batang (buah) Pangkal Ujung

1 10.17 11.90 8.75 46.3 (36.0 – 54.3) 22 2 9.71 11.45 7.75 43.6 (35.0 – 50.6) 22 3 13.08 11.20 8.45 50.8 (32.0 – 65.5) 25 4 10.58 10.05 7.65 44.0 (31.6 – 51.7) 24 5 10.72 10.35 7.05 48.8 (31.5 – 62.4) 21 Rerata 10.85 11.00 7.93 46.7 (43.6 – 50.8) 23 Min. 9.71 10.05 7.05 33.2 (31.5 – 36.0) 21 Maks. 13.08 11.90 8.75 56.9 (50.6 – 65.5) 25 SD 1.31 0.77 0.68 3.2 (2.1 – 6.7) 1.6

Dransfield dan Widjaja (1995) menyatakan bahwa tinggi (panjang) bambu andong adalah 7 – 30 m, sedangkan diameternya 5 – 13 cm dan tebal dindingnya bisa mencapai 20 mm, panjang ruas 40 - 45 cm dan ada yang sampai 60 cm. Hasil penelitian Shao et al. (2010) menyatakan bahwa panjang batang bambu moso (Phyllostachys pubescent) sekitar 15 m, diameter setinggi dada 11.0 – 12.5 cm dan rata-rata tebal dinding adalah 12 mm. Sementara itu Abd Latif et al. (1993) menyatakan bahwa Bambusa blumeana berumur 3 tahun memiliki karakteristik

panjang batang 17.38 m, diameter pangkal 8.5 cm, diameter ujung 8 cm, panjang ruas pangkal 30.5 cm, panjang ruas ujung 29.9 cm, banyaknya ruas per batang 34, tebal dinding bagian pangkal 14.5 mm dan tebal dinding bagian ujung 8.2 mm. Ahmad (2000) dalam penelitiannya menggunakan Dendrocalamus strictus sebagai bahan untuk membuat bambu komposit struktural. Batang bambu tersebut memiliki karakteristik antara lain panjang batang 18 ft atau 6 m, panjang ruas 2.16 in atau 5.5 cm (pangkal), 7.39 in atau 18.8 cm (tengah) dan 5.7 in atau 14.5 cm (ujung), diameter batang 1.3 in atau 3.3 cm (pangkal), 1.02 in atau 2.6 cm (tengah) dan 0.39 in atau 1 cm (ujung), tebal dinding 0.38 in atau 0.97 cm (pangkal), 0.25 in atau 0.64 cm (tengah) dan 0.14 in atau 0.36 cm (ujung).

Tabel 2.4 Tebal dinding bambu andong No

Batang

Tebal bambu bagian pangkal (mm) Tebal bambu bagian ujung (mm)

1 2 Rerata 1 2 Rerata

1 19.12 18.22 18.67 7.62 9.35 8.49

2 22.96 25.23 24.10 6.60 9.32 7.96

3 17.10 17.20 17.15 10.25 9.52 9.89

4 14.27 17.73 16.00 7.27 5.70 6.49

5 20.74 21.95 21.35 8.40 8.18 8.29

Rerata 18.84 20.07 19.45 8.03 8.41 8.22

Min. 14.27 17.20 15.74 6.60 5.70 6.15

Maks. 22.96 25.23 24.10 10.25 9.52 9.89

SD 3.34 3.44 3.28 1.40 1.61 1.22

KV 16.9 14.8

Dransfield dan Widjaja (1995) juga mengemukakan bahwa Dendrocalamus strictus yang tumbuh di Asia Tenggara memiliki karakteristik batang antara lain panjang (-6)8-16(-20) m, diameter 2.5-8(-12.5) cm dengan dinding yang tebal utau utuh. Correal dan Lopez (2008) menyatakan bahwa Guadua angustifolia atau dikenal sebagai Colombian bamboo yang digunakan dalam penelitian untuk membuat bambu komposit berupa Colombian glued laminated bamboo, memiliki karakteristik batang bambu antara lain panjang batang rata-rata 30 m, diameter batang 7 cm (ujung) dan 14 cm (pangkal), tebal dinding 8 mm (ujung) dan 20 mm (pangkal).

Berdasarkan uraian tersebut maka dapat diketahui bahwa dimensi batang bambu andong hampir sama dengan Phyllostachys pubescent atau bambu moso yang banyak ditanam di Cina dan hampir sama dengan Guadua angustifolia yang banyak tumbuh secara alami di Kolombia dengan luas tanaman mencapai 52 000 hektar (Correal dan Lopez 2008). Di samping itu bambu andong termasuk bambu dengan ukuran besar dan tebal karena diameternya lebih dari 10 cm dan dindingnya lebih dari 10 mm, sehingga sangat sesuai digunakan sebagai bahan untuk pembuatan bambu komposit berupa produk laminasi bambu.

2.3.2.2 Kadar Air dan Kerapatan

Hasil pengujian kadar air dan kerapatan bambu andong disajikan pada Tabel 2.5 dan kerapatan bambu andong ditetapkan pada kondisi kering udara. Bambu andong yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kadar air basah berkisar antara 68.7 – 93.9% dengan rata-rata 81.6% dan kadar air kering udara rata-rata 10.5%. Pada Tabel 2.5 dapat diketahui bahwa kerapatan rata-rata bambu andong pada bagian buku lebih tinggi (0.72 gcm-3) dibanding dengan kerapatan rata-rata pada bagian ruas (0.68 gcm-3). Di samping itu dapat diketahui pula bahwa terdapat kecenderungan peningkatan kerapatan bambu dari bagian pangkal ke bagian ujung. Kecenderungan ini dapat dilihat dengan jelas pada Gambar 2.1. Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Hamdan et al. (2009) yang menyatakan bahwa

Gigantochloa scortechinii memiliki kerapatan rata-rata 0.62 gcm-3 (buku), 0.57 gcm-3 (ruas) dan terdapat kecenderungan kenaikan nilai kerapatan dari bagian pangkal ke bagian ujung yaitu dari 0.58 gcm-3 ke 0.66 gcm-3 (buku) dan dari 0.52 gcm-3 ke 0.63 gcm-3 (ruas).

Tabel 2.5 Kadar air dan kerapatan bambu andong Nomor ruas KA basah (%) KA kering

udara (%)

Kerapatan (g cm-3)

Buku Ruas

1 93.9 10.42 0.67 0.64

2 88.8 10.41 0.69 0.64

3 93.5 10.06 0.67 0.61

4 81.0 10.21 0.74 0.65

5 69.9 10.80 0.75 0.75

6 79.6 10.63 0.74 0.71

7 68.7 10.45 0.75 0.72

8 91.0 10.74 0.73 0.66

9 73.3 10.51 0.73 0.72

10 76.6 10.38 0.73 0.66

Rerata 81.6 10.5 0.72 0.68

SD 9.6 0.2 0.03 0.04

KV 11.8 2.1 4.2 5.9

Kecenderungan kenaikan nilai kerapatan bambu dari bagian pangkal batang ke bagian ujung batang juga ditemukan pada Gigantochloa levis hasil penelitian Nurdahlia et al. (2012) yang menyatakan bahwa kerapatan bambu tersebut pada bagian pangkal lebih rendah (0.70 gcm-3) dibanding dengan bagian tengah (0.75 gcm-3) dan bagian ujung (0.80 gcm-3), sedangkan kerapatan rata-rata Gigantochloa levis adalah 0.75 gcm-3. Hasil penelitian Abd. Latif et al. (1993) juga menunjukkan kecenderungan yang sama pada Bambusa blumeana yaitu bagian pangkal batang bambu memiliki kerapatan lebih rendah (0.513 gcm-3) dibanding dengan bagian tengah (0.603 gcm-3) dan bagian ujung (0.620 gcm-3). Sementara itu hasil penelitian Shao et al. (2010) menunjukkan bahwa Phyllostachys pubescent atau bambu moso memiliki nilai kerapatan kering udara rata-rata 0.712 g cm-3.

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

K

er

apat

an (

g

cm

-3 )

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nomor ruas setelah 1.5 m dari pangkal batang bambu

Buku Ruas

Gambar 2.1 Kerapatan bambu andong

Liese (1985) menyatakan bahwa peningkatan nilai kerapatan batang bambu dari bagian pangkal ke ujung diakibatkan oleh peningkatan jumlah ikatan pembuluh dari bagian pangkal ke ujung. Jumlah ikatan pembuluh yang semakin banyak pada ruang yang lebih kecil mengakibatkan volume udara dalam luasan tertentu semakin kecil sehingga mengakibatkan massa kayu dan kerapatan meningkat. Berdasarkan uraian di atas maka kerapatan bambu andong atau Gigantochloa pseudoarundinasea hampir sama dengan kerapatan Phyllostachys pubescent, lebih rendah dari kerapatan

Gigantochloa levis, tetapi lebih tinggi dari kerapatan Gigantochloa scortechinii dan

Bambusa blumeana.

Bila berpedoman pada struktur kerapatan bambu andong yang pada bagian buku lebih tinggi (0.72 gcm-3) dibanding dengan pada bagian ruas (0.68 gcm-3), dengan kecenderungan peningkatan kerapatan bambu dari bagian pangkal ke bagian ujung, maka diduga sifat kekuatannya akan berbanding lurus dengan kerapatan.

2.3.2.3 Penyusutan Bilah Bambu Andong

Kestabilan dimensi suatu produk sangat penting untuk diketahui karena sangat berhubungan dengan besarnya toleransi dimensi yang diijinkan dalam suatu standar. Kestabilan dimensi produk komposit sangat ditentukan oleh kestabilan dimensi bahan penyusunnya. Oleh karena itu perlu diketahui besarnya penyusutan bilah bambu andong sebagai bahan baku penyusun bambu komposit. Hasil pengujian penyusutan bilah bambu andong disajikan pada Tabel 2.6, Gambar 2.2 dan 2.3. Bambu andong yang digunakan dalam penelitian ini memiliki nilai rata-rata penyusutan dari kondisi basah ke kering udara sebesar 6.31% (lebar) dan 5.40% (tebal), sedangkan nilai rata-rata penyusutan dari kondisi kering udara ke kering oven adalah 4.46% (lebar) dan 3.22% (tebal).

Tabel 2.6 Penyusutan bilah bambu andong No

Ruas

Penyusutan dari kondisi basah ke kering udara (%)

Penyusutan dari kondisi kering udara ke kering oven (%)

Lebar (L) Tebal (T) L/T Lebar (L) Tebal (T) L/T

1 5.33 4.39 1.21 3.18 1.96 1.62

2 5.64 5.59 1.01 3.05 2.66 1.15

3 6.49 5.20 1.25 4.01 3.64 1.10

4 6.34 5.68 1.12 4.24 3.10 1.37

5 6.79 5.50 1.23 4.95 3.07 1.61

6 6.17 4.47 1.38 4.98 3.44 1.45

7 6.46 5.52 1.17 4.81 4.02 1.20

8 5.70 4.90 1.16 5.29 3.57 1.48

9 7.16 6.55 1.09 4.24 3.15 1.35

10 6.98 6.24 1.12 5.81 3.59 1.62

Rerata 6.31 5.40 1.17 4.46 3.22 1.39

SD 0.60 0.69 0.10 0.89 0.58 0.19

KV 9.53 12.85 8.67 19.87 18.10 13.43

0 1 2 3 4 5 6

S

u

su

t d

ar

i K

U

k

e K

O

(

%)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Nomor ruas setelah 1.5 m dari pangkal batang bambu

Lebar Tebal

Gambar 2.2 Susut bambu andong dari kondisi basah ke kering udara

Liese (1985) menyatakan bahwa besarnya penyusutan tebal dinding bambu dari kondisi basah ke kondisi kadar air 20% berkisar antara 4 – 14% sedangkan penyusutan diameter berkisar antara 3 – 12%. Penyusutan bidang tangensial

Phyllostachys pubescent dari kondisi basah ke kering oven adalah 8.2% (pada bagian luar) dan 4.1% (pada bagian dalam), sedangkan pada bidang radial nilai tersebut adalah 6.8% (pada bagian luar) dan 7.2% (pada bagian dalam). Hasil penelitian Abd. Latif et al. (1993) menunjukkan bahwa penyusutan bidang tangensial Bambusa blumeana yang berumur 3 tahun adalah 17.98% (pangkal), 9.04% (tengah) dan 6.32%

(ujung), sedangkan penyusutan bidang radial adalah 8.07% (pangkal), 6.05% (tengah) dan 5.68% (ujung).

Anwar et al. (2005a) mengemukakan bahwa penyusutan bilah bambu

Gigantochloa scortechinii dari kondisi basah ke kering oven adalah 19.82% (tangensial) dan 23.73% (radial). Sementara itu hasil penelitian Razak et al. (2012) menunjukkan bahwa penyusutan Gigantochloa scortechinii umur 3 tahun pada bidang radial berkisar antara 5.04 - 8.63% dan pada bidang tangensial berkisar antara 6.52 - 13.50%. Dinyatakan pula bahwa penyusutan radial pada ruas lebih tinggi dibanding dengan pada buku akan tetapi pada penyusutan tangensial terjadi sebaliknya. Bagian dalam bilah bambu memiliki penyusutan paling tinggi dan menurun kearah luar.

0 1 2 3 4 5 6

S

u

su

t d

ar

i K

U

k

e K

O

(

%)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nomor ruas setelah 1.5 m dari pangkal batang bambu

Lebar Tebal

Gambar 2.3 Susut bambu andong dari kondisi kering udara ke kering oven Pada Tabel 2.6 dan Gambar 2.2 dapat diketahui bahwa bilah bambu andong memiliki nilai penyusutan lebar atau penyusutan tangensial dari kondisi basah ke kering udara berkisar antara 5.33 – 7.16% dan penyusutan tebal atau penyusutan radial berkisar antara 4.39 – 6.55%. Di samping itu pada Tabel 2.6 dan Gambar 2.3 dapat diketahui bahwa bilah bambu andong memiliki nilai penyusutan lebar atau penyusutan tangensial dari kondisi kering udara ke kering oven berkisar antara 3.05 – 5.81% dan penyusutan tebal atau penyusutan radial berkisar antara 1.96 – 4.02%. Pada Tabel 2.6 dapat diketahui juga bahwa nilai rata-rata rasio atau perbandingan susut lebar dengan susut tebal adalah 1.17 (dari kondisi basah ke kering udara) dan 1.39 (dari kondisi kering udara ke kering oven). Hal ini menunjukkan bahwa bilah bambu andong memiliki kestabilan dimensi yang cukup baik karena perubahan dimensi pada arah lebar tidak terlalu berbeda jauh dengan perubahan dimensi pada arah tebal.

Tingginya kestabilan dimensi bambu andong diduga tidak terlepas dari kandungan ligninnya yang relatif tinggi, yaitu 30.96% (Tabel 2.1), dibanding dengan

kandungan lignin dari jenis bambu lain hasil penelitian terdahulu yang berkisar antara 21.63 – 32.55% (Tabel 2.2), demikian pula bila dibandingkan dengan penelitian Liese (1985) yang menyatakan bahwa jenis-jenis bambu Indonesia memiliki kandungan lignin (19.8 – 26.6%), sebagaimana diketahui bahwa lignin hanya memiliki sedikit gugus hidroksil bebas, karena itu tidak higroskopis sehingga penyusutannyapun rendah, maka bambu andong memiliki kestabilan dimensi yang relatif tinggi.

2.3.3 Sifat Mekanis Bambu Andong

2.3.3.1 Keteguhan Lentur Bilah Bambu Andong

Hasil pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) bilah bambu andong disajikan pada Tabel 2.7, Gambar 2.4 dan 2.5. Sementara itu perbedaan struktur anatomi bagian ruas dan buku batang bambu disajikan pada Gambar 2.6. Bilah bambu andong yang digunakan dalam penelitian ini memiliki nilai rata-rata MOR dan MOE masing-masing sebesar 1 277 kg cm-2 dan 200.9 103 kg cm -2

. MOR bambu andong bervariasi antara 998 – 1 340 kg cm-2 dengan rata-rata 1 201 kg cm-2 (buku) dan antara 1 165 – 1 478 kg cm-2 dengan rata-rata 1 352 kg cm-2 (ruas).

Tabel 2.7 Keteguhan lentur bilah bambu andong Nomor

Ruas

Modulus patah (MOR), (kg cm-2)

Modulus elastisitas (MOE), ( 103 kg cm-2)

Buku Ruas Rerata Buku Ruas Rerata

1 1 078 1 165 1 122 150.3 201.6 176.0

2 1 027 1 197 1 112 157.3 200.4 178.8

3 998 1 431 1 215 170.9 224.1 197.5

4 1 257 1 463 1 360 179.1 242.6 210.8

5 1 325 1 371 1 348 187.6 213.8 200.7

6 1 340 1 313 1 326 194.6 224.7 209.7

7 1 194 1 449 1 321 167.9 205.9 186.9

8 1 286 1 418 1 352 195.4 231.0 213.2

9 1 166 1 478 1 322 208.9 233.3 221.1

10 1 337 1 238 1 287 208.1 220.4 214.3

Rerata 1 201 1 352 1 277 182.0 219.8 200.9

SD 129.6 116 94 20.3 14.2 15.7

Pada Tabel 2.7 dan Gambar 2.4 dapat diketahui bahwa MOR bambu andong pada bagian ruas lebih tinggi 12.60% dibanding dengan MOR pada bagian berbuku. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Shao et al. (2010) yang menunjukkan bahwa keteguhan lentur bilah bambu moso atau Phyllostachys pubescent pada bagian berbuku lebih rendah 7% (150.96 MPa atau 1 539 kg cm-2) dibanding bagian ruas (155.7 MPa atau 1 590 kg cm-2). Hamdan et al. (2009) juga menunjukkan kecenderungan yang sama pada Gigantochloa scortechinii yaitu nilai MOR pada

bagian buku lebih rendah (129.2 MPa atau 1 316 kg cm-2) dibanding dengan bagian ruas (152.2 MPa atau 1 551 kg cm-2).

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

M

O

R

(

k

g c

m

-2 )

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nomor ruas setelah 1.5 m dari pangkal batang bambu

Buku Ruas

Gambar 2.4 Modulus patah (MOR) bambu andong

Pada Tabel 2.7 dan Gambar 2.4 dapat dilihat ada kecenderungan peningkatan MOR bilah bambu andong dari bagian pangkal batang bambu ke arah ujung batang bambu. Kecenderungan yang sama dikemukakan oleh Nordahlia et al. (2012) untuk

G. levis dan Hamdan et al. (2009) untuk G. scortechinii. MOR G. levis pada bagian pangkal batang bambu lebih rendah (151 MPa atau 1 539 kg cm-2) dibanding dengan bagian tengah batang bambu (161 MPa atau 1 640 kg cm-2) dan bagian ujung batang bambu (176 MPa atau 1 793 kg cm-2). MOR G. scortechinii pada bagian pangkal batang bambu lebih rendah (151.2 MPa atau 1 541 kg cm-2) dibanding dengan bagian ujung batang bambu (155.8 MPa atau 1 587 kg cm-2).

Hasil pengujian MOE bilah bambu andong menunjukkan kecenderungan yang sama dengan hasil pengujian MOR bilah bambu andong. MOE bilah bambu andong pada bagian berbuku bervariasi antara 150.3 – 208.9 103 kg cm-2 dengan rata-rata 182 103 kg cm-2, sedangkan MOE pada bagian ruas bervariasi antara 201.6 – 242.6 103 kg cm-2 dengan rata-rata 219.8 103 kg cm-2. Pada Tabel 2.6 dan Gambar 2.5 dapat diketahui bahwa MOE bambu andong pada bagian ruas lebih tinggi 20.77% dibanding dengan MOE pada bagian berbuku.

Pada Tabel 2.7 dan Gambar 2.5 dapat diketahui juga ada kecenderungan kenaikan nilai MOE dari bagian pangkal batang bambu ke arah ujung batang bambu. Kecenderungan yang sama dikemukkan oleh Abd. Latif et al. (1993) pada Bambusa blumeana, Hamdan et al. (2009) pada G. scortechinii dan Nordahlia et al. (2012) pada G. levis. Nilai MOE B. blumeana berumur 3 tahun pada bagian pangkal batang bambu lebih rendah (3 440 MPa atau 35 103 kgcm-2) dibanding dengan bagian tengah (3 520 MPa atau 35.8 103 kg cm-2) dan pada bagian ujung (5 820 MPa atau 59.3

Ebnesajjad S. 2008. Adhesives Technology Handbook. Second Edition. New York (US). William Andrew Inc.

FAO, INBAR. 2005. Global Forest Resources Assessment Update 2005. Indonesia. Country Report on Bamboo Resources. Forest Resources Assessment Programme Working Paper (Bamboo). Food and Agriculture Organization of the United Nation (FAO). Forestry Department and International Network for Bamboo and Rattan (INBAR). Jakarta. May. 2005.

Fengel D, Wegener G. 1995. Kayu: Kimia. Ultrastruktur. Reaksi-reaksi. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Gardner DJ. 2006. Adhesion Mechanisms of Durable Wood Adhesive Bonds. Chapter 19 in Stokke D. Groom LH. editors. Characterization of the Cellulosic Cell Wall. Blackwell.

Ghavami K. 2008. Bamboo: Low cost energy saving construction materials. inXiao et al.. Editors. Modern Bamboo Structures. Proceedings of First International Conference on Modern Bamboo Structures (ICBS-2007). Changsa. China. 28-30 October 2007. Pp 5-11

Guo ZWW. 2007. Laminated Panel Manufacture of Two Kinds of Bamboo for Architecture Material and Property Comparison. http://www.inbar.int/publication/pubdownload.asp. [ 28 Juni 2007].

Hamdan H, Anwar UMK, Zaidon A, Mohd Tamizi M. 2009. Mechanical Properties and Failure Behaviour of Gigantochloa scortechinii. Journal of Tropical Forest Science 21(4): 336 – 344

Hanim AR, Zaidon A, Abood F, Anwar UMK. 2010. Adhesion and Bonding Characteristics of Preservative-Treated Bamboo (Gigantochloa scortechinii) Laminates. Journal of Applied Sciences 10(14):1435-1441

Hua Y, Zhou D, Hong Z, Chen G. 1998. Property of Laminated Veneer Lumber Consisting of Mixed Bamboo and Poplar in Hse CY et al.. Editors. Adhesive Technology and Bonded Tropical Wood Products. TFRI Extension Series No. 96. Taiwan Forestry Research Institute. Taiwan. Hlm 515 – 526

Idris AA, Firmanti A, Purwito. 1994. Penelitian Bambu Untuk Bahan Bangunan. Strategi Penelitian Bambu Indonesia. Yayasan Bambu Lingkungan Lestari. Bogor: 73-81

Ilonen K. 1977. Surface finishing of furniture and joinery in small plants. In Furniture and Joinery Industries for Developing Countries. New York :United Nations [ISO] International Organization for Standardization. 2004. ISO 22157-1:2004(E)

Bamboo-Determination of physical and mechanical properties – Part 1 : Requirements. International Organization for Standardization. Geneva.

[ISO] International Organization for Standardization. 2007. ISO 12466-1:2007(E) Plywood –Bonding quality – Part 1 : Test methods. International Organization for Standardization. Geneva.

[JPIC] Japan Plywood Inspection Corporation. 2003a. Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber. JAS. MAFF. Notification No. 234: 2003. Tokyo.

[JPIC] Japan Plywood Inspection Corporation. 2003b. Japanese Agricultural Standard for Flooring. JAS. MAFF. Notification No. 240: 2003. Tokyo. Lee AWC, Liu Y. 2003. Selected Physical Properties of Commercial Bamboo

Flooring. Forest Products Journal 53(6): 23-26

Li XB, Shupe TF, Peter GF, Hse CY, Eberhardt. 2007. Chemical changes with maturation of the bamboo species Phyllostachys pubescens. Journal of Tropical Forest Science 19(1):6-12

Liese W. 1985. Anatomy and Properties of Bamboo. in Rao et al.. Editors. Recent Research on Bamboos. Proceedings of International Bamboo Workshop 6-14 October 1985. Hangzhou : 196-208

Liu CT, Li WJ, Wang YH. 1998. Properties and Utilization of Laminated Bamboos. in Hse CY et al.. Editors. Adhesive Technology and Bonded Tropical Wood Products. TFRI Extension Series No. 96. Taiwan Forestry Research Institute. Taiwan. Hlm 507 -514

Mahdavi M, Clouston PL, Arwade SR. 2011. Development of Laminated Bamboo Lumber: Review of Processing. Performance. and Economical Considerations. Journal of Materials in Civil Engineering 23(7):1036-1042

Malik J, Abdurachman, Supriadi A. 2006. Pengolahan kayu diameter kecil untuk kayu lamina dan komponen mebel. Prosiding Seminar Hasil Litbang Hasil Hutan. Bogor. 30 November 2005. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.

Manuhuwa E. 2008. Pengaruh Lokasi, Jenis dan Bagian Batang terhadap Komponen Kimia dan anatomi Bambu di Pulau Seram. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 1(2):78-86

Martawijaya A, Kartasujana I, Kadir K, Prawira SA.1981. Atlas Kayu Indonesia Jilid I. Pusat Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor.

Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Prawira SA, Kadir K.1989. Atlas Kayu Indonesia Jilid II. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor. Nugroho N, Ando N. 2001. Development of Structural Composite Products made

from Bamboo II: Fundamental Properties of Laminated Bamboo Board. Journal of Wood Science 47(3): 237-242

Nordin K, Wahab R, Jamaludin MA, Bahari SA, Zakaria MN. 2005. Strength Properties of Glued Laminated Bamboo (Gigantochloa scortechinnii) Strips for Furniture. in Winandy JE. Wellwood RW. Hiziroglu S. Editors. Using Wood Composites as a Tool for Sustainable Forestry. Proceedings of Scientific Session 90. XXII IUFRO World Congress “Forests in the Balance”. Brisbane. Australia. August 8-13. 2005. hlm.83 – 85

Nordahlia AS, Anwar UMK, Hamdan H, Zaidon A, Paridah MT, Abd Razak O. 2012. Effects of Age and Height on Selected Properties of Malaysian Bamboo (Gigantochloa levis). Journal of Tropical Forest Science 24(1):102-109

Paridah MT, Zaidon A, Chuo TW, Zakiah A, Anwar UMK. 2012. Accelerated and Outdoor Ageings of Laminated Veneer Lumber and Their correlations with Strength and stiffness.

Pasaribu AR. 2005. Teknologi Pemanfaatan Limbah Pembalakan dan Industri untuk Peningkatan Nilai Tambah. Di dalam Sidradjat et al.. Editor. Prosiding Ekspose Hasil-Hasil Litbang Hasil Hutan. Bogor. 14 Desember 2004. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor : 23 – 41

Rahman KS, Alam NDM, Islam NMd. 2012. Some Physical and Mechanical Properties of Bamboo Mat-Wood Veneer Plywood. ISCA Journal of Biological Sciences 1(2): 61-64

Razak W, Mustafa MT, Sudin M, Mohamed A, Rahman S, Samsi HW, Khalid I. 2013. Extractive. Holocellulose. -Cellulose. Lignin and ash Contents in Cultivated Tropical Bamboo Gigantochloa brang. G. levis. G. scortechinii and G. wrayi. Current Research Journal of Biological Sciences 5(6):266-272 Razak W, Mustafa MT, Rahman S, Salam MA, Sulaiman O, Sudin M, Rasat MSM.

2012.Relationship between Physical, Anatomical and Strength Properties of 3-year-old Cultivated Tropical Bamboo Gigantochloa scortechinii. ARPN Journal of Agricultural and Biological Science 7(10):782-791

Rittironk S, Elnieiri M. 2008. Investigating Laminated Bamboo Lumber as an Alternate to Wood Lumber in Residential Construction in the United States. Proceedings of First International Conference on Modern Bamboo Structures (ICBS-2007). Changsa. China. 28-30 October 2007. Pp 83-96

Roffael E. 1993. Formaldehyde Release from Particleboard and Other Wood Based Panels. translated from the German text. in Khoo KC. Koh MP. Ong CI. Editors. Malaysian Forest Records No 37. Forest Research Institute Malaysia (FRIM) with technical assistance from Malaysian–German Forestry Research Project (GTZ). Kepong. Kuala Lumpur. Pp 59-64

Roh JK, Ra JB. 2009. Effect of moisture content and density on the mechanical properties of venner-bamboo zephyr composites. Forest Products Journal 59(3):75-78

Ruhendi S, Koroh DN, Syamani FA, Yanti H, Nurhaida, Saad S, Sucipto T. 2007. Analisis perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

Sastrapraja S, Widjaja EA, Prawiroatmodjo S, Soenarko S. 1977. Beberapa Jenis Bambu. Lembaga Biologi Nasional. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Bogor.

Sellers T Jr. 2001. Wood Adhesive Innovation and Applications in North America. Forest Products Journal 51(6):12-22

Seng OD. 1964. Berat Jenis dari Jenis-Jenis Kayu Indonesia dan Pengertian Beratnya Kayu untuk Keperluan Praktek. Pengumuman LPHH No 1. Bogor.

Shao ZP, Zhou L, Wu YM, Arnaud C. 2010. Differences in Structure and Strength between Internode and Node Sections of Moso Bamboo. Journal of Tropical Forest Science 22(2): 133-138

Sulastiningsih IM, Nurwati, Sutigno P. 1996. Pengaruh jumlah lapisan terhadap sifat bambu lamina. Buletin Penelitian Hasil Hutan 14(9): 366-373. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan & Sosial Ekonomi Kehutanan. Bogor. Indonesia.

Sulastiningsih IM, Santoso A, Yuwono T. 1998. Effect of position along the culm and number of preservative brushing on physical and mechanical properties of laminated bamboo. Proceedings Pacific Rim Bio-Based Composites Symposium. November 2-5. 1998. Bogor. Indonesia :106 – 113. Faculty of Forestry. Bogor Agricultural University. Bogor.

Sulastiningsih IM, Nurwati, Santoso A. 2005. Pengaruh lapisan kayu terhadap sifat bambu lamina. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 23(1): 15-22.

Sulastiningsih IM. 2008. Kinerja alat belah bambu untuk bambu lamina. Buletin Hasil Hutan 14(1):9-15.

Sulastiningsih IM, Nurwati. 2009. Physical and mechanical properties of laminated bamboo board. Journal of Tropical Forest Science 21(3): 246-251

Sulastiningsih IM, Santoso A. 2012. Pengaruh jenis bambu, waktu kempa dan perlakuan pendahuluan bilah bambu terhadap sifat papan bambu lamina. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 30(3): 198-206.

Sulastiningsih IM, Jasni. 2012. The resistance of laminated bamboo boards to subterranean termite (Coptotermes curvignathus Holmgren). Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis 10(1):23-27

Sumardi I, Suzuki S, Ono K. 2006. Some important properties of strandboard manufactured from bamboo. Forest Products Journal 56(6):59-63

Suryana J. 2012. Pengembangan bambu lapis berkualitas tinggi [disertasi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Suryokusumo S, Nugroho N. 1994. Pemanfaatan bambu sebagai bahan bangunan. Strategi Penelitian Bambu Indonesia. Yayasan Bambu Lingkungan Lestari. Bogor : 82-87

Verma CD, Chariar VM. 2012. Development of layered laminate bamboo composite and their mechanical properties. Composites: Part B 43:1063-106

Widjaya EA, Risyad Z. 1987. Anatomical properties of some bamboos utilized in Indonesia. in Rao et al.. Editors. Recent Research on Bamboos. Proceedings of International Bamboo Workshop 6-14 October 1985. Hangzhou : 244-246 Widjaya EA. 2012. The utilization of bamboo: At present and for the future. in

Gintings et al.. Editors. Proceedings of International Seminar Strategies and Challenges on Bamboo and Potential Non Timber Forest Products (NTFP) Management and Utilization. 23 – 24 November 2011 Bogor. Indonesia . Center for Forest Productivity Improvement Research and Development. Bogor: 79-85

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Banyuwangi, Jawa Timur pada tanggal 31 Juli 1960 sebagai anak ketujuh dari delapan bersaudara dari pasangan bapak J Radija Martawihardja (almarhum) dan ibu FR Suyati (almarhumah). Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB, lulus pada bulan September 1982. Tahun 1988 dengan beasiswa ASEAN Timber Technology Centre (ATTC), penulis menempuh pendidikan S2 di Universiti Pertanian Malaysia pada program studi Wood Industries Technology dan tamat tahun 1989. Kemudian pada tahun 2009 penulis mendapat kesempatan tugas belajar khusus untuk melanjutkan pada Program Doktor di Mayor Teknologi Serat dan Komposit, Sekolah Pascasarjana IPB dengan sponsor dari Badan Litbang Kehutanan Kementerian Kehutanan Republik Indonesia melalui program khusus Research School.

Sejak tahun 1983 - sekarang penulis bekerja sebagai peneliti di Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan, Badan Litbang Kehutanan, Kementerian Kehutanan Republik Indonesia. Sepanjang karirnya sebagai peneliti, penulis telah menghasilkan lebih dari 100 karya tulis ilmiah dan populer yang diterbitkan dalam jurnal, bulletin, majalah maupun prosiding. Sebagian besar karya tulisnya berkenaan dengan teknologi pengolahan hasil hutan khususnya biokomposit. Sejak tahun 2009 penulis menduduki jabatan fungsional sebagai Peneliti Utama bidang pengolahan hasil hutan. Penulis bergabung sebagai anggota dalam organisasi profesi Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI), Perhimpunan Peneliti Indonesia (HIMPENINDO), dan Persatuan Sarjana Kehutanan Indonesia (PERSAKI).

Karya ilmiah berjudul (1) Physical and Mechanical Properties of Laminated Bamboo Board diterbitkan pada Journal Tropical Forest Science, 21(3):246-251 2009. Karya ilmiah berjudul (2) Effects of Nodes on the Properties of Laminated Bamboo Lumber diterbitkan pada Wood Research Journal, 4(1):19-24 2013. Karya ilmiah berjudul (3) Respon Bambu Andong (Gigantochloa Pseudoarundinacea) terhadap Perekat Isosianat diterbitkan pada Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis, 11(2):140-152 2013. Karya ilmiah berjudul (4) Pengaruh Komposisi Arah Lapisan terhadap Sifat Papan Bambu Komposit telah diterbitkan pada Jurnal Penelitian Hasil Hutan 32(3): 221-234 2014. Karya ilmiah berjudul (5) Effect of Varying Glue Spread Rate and Pressing Time on the Properties of Bamboo Composites Lumber akan diterbitkan pada Journal of The Indian Academy of Wood Science. Karya-karya tersebut (2-5) merupakan bagian dari program S3 penulis.