Waktu dan Tempat Bahan dan Alat Penentuan Kekuatan Retensi Penentuan OSB Terbaik

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan mulai bulan April 2012 – Juli 2012. Dilaksanakan di Laboratorium Bio Komposit, Laboratorium Rekayasa Departemen Hasil Hutan, Laboratorium PAU Fakultas Teknologi Pertanian IPB dan Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman Pekerjaan Umum Puslitbang Permukiman PU, Cileunyi, Bandung.

3.2 Bahan dan Alat

Alat yang digunakan adalah bak plastik, autoklaf yang digunakan pada suhu 126 C, tekanan 1,4 kgcm 2 selama 1 jam, gergaji, caliper, oven, desikator, timbangan digital, cetakan berukuran 30 cm x 30 cm, hot press, sprayer, rotary blender, alat uji UTM Universal Testing Machine merk Instron tipe 3369 dan alat uji nondestruktif stress wave timer merk Metriguard 239A. Dalam penelitian ini dipergunakan bahan-bahan yang terdiri dari bambu betung dengan berat jenis 0,63 dan kerapatan 0,73 gcm 3 , bambu andong dengan berat jenis 0,47 dan kerapatan 0,60 gcm 3 , serta bambu ampel dengan berat jenis dan kerapatan berturut-turut adalah 0,47 dan 0,55 gcm 3 dengan umur bambu ±3 tahun yang diambil dari Sukabumi, perekat fenol formaldehida PF yang diproduksi oleh PT. Pamolite Adhesive Industry, dan wax parafin 1.

3.3 Prosedur Kerja

3.3.1 Persiapan Bahan

Persiapan dilakukan dangan mempersiapkan bahan-bahan dan alat yang akan digunakan dalam penelitian, temasuk persiapan perekat, perekat yang digunakan adalah fenol formaldehida 6, 8, dan 10.

3.3.2 Pembuatan Strand

Strand dibuat dari tiga jenis bambu yang berbeda yakni bambu betung, bambu andong, dan bambu ampel, dengan ukuran panjang 7 cm, lebar strand 2 cm dengan ketebalan 0,1-0,2 cm Gambar 1. Strand yang tersebut dipisahkan berdasarkan jenisnya dan dimasukkan kedalam karung atau bak penampung kemudian diberi label petunjuk jenis. Penentuan nilai aspect ratio dan slenderness ratio strand dihitung dengan mengambil strand secara acak sebanyak 100 strand pada setiap jenis kemudian diukur panjang, lebar, tebal dan dibandingkan. Nilai aspect ratio adalah perbandingan panjang dan lebar sedangkan slenderness ratio perbandingan panjang dan tebal. Gambar 1 Strand bambu

3.3.3 Perlakuan Pendahuluan terhadap Strand

Perlakuan pendahuluan terhadap strand dilakukan dengan disteam menggunakan alat pengukusan yang disebut autoklaf. Perlakuan pendahuluan dilakukan dengan cara memasukkan strand ke dalam autoklaf pada suhu 126˚C, tekanan 1,4 kgcm 2 selama 1 jam Iswanto 2008. Setelah strand disteam, kemudian dijemur sampai kering udara lalu di masukkan ke dalam oven dengan suhu ± 60 o C selama ± 3 hari untuk mencapai kadar air strand kurang dari 5. Gambar 2 Alat steam autoklaf

3.3.4 Pencampuran Strand dengan Perekat

Proses pencampuran menggunakan bantuan alat rotary blender, sedangkan untuk memasukkan perekat kedalam rotary blender menggunakan sprayer dan dimasukkan pula parafin cair dengan kadar 1. Perhitungan bahan baku disajikan pada Lampiran 2. Gambar 3 Alat rotary blender

3.3.5 Pembentukan Lembaran

Lembaran OSB dibuat berdasarkan pada masing-masing jenis bambu untuk membandingkan kekuatan setiap jenis bambu. Bambu dilapisi perekat fenol formaldehida 6, 8, dan 10 ditumpuk berlapis pada cetakan 30 x 30 x 1 cm dengan orientasi serat yang berlawanan untuk mengoptimalkan kekuatan dan stabilitas. Gambar 4 Pembentukan lembaran.

3.3.6 Pengempaan

Pengempaan menggunakan kempa panas, dengan tujuan pembentukan lembaran mats strand dalam ikatan panil menjadi padat dan keras. Tekanan kempa yang dipergunakan adalah 25 kgcm 2 , dengan waktu pengempaan 7 menit dan suhu 160˚C. Pada sisi kanan dan kiri lembaran diberikan plat besi dengan ketebalan 1 cm. Gambar 5 Alat kempa panas.

3.3.7 Pengkondisian

Setelah proses pengempaan, lembaran OSB diberi perlakuan pengkondisian dengan cara penumpukan rapat solid files selama ± 14 hari agar perekat mengeras dan kadar air berada dalam kondisi kesetimbangan sebelum dilakukan pengujian sifat fisis dan mekanisnya. Gambar 6 pola penentuan contoh uji. Keterangan: A,D : contoh uji untuk MOE dan MOR tegak lurus serat kondisi kering dan basah 20 x 5 x 1 cm B,C : contoh uji untuk MOE dan MOR sejajar serat kondisi kering dan basah 20 x 5 x 1 cm E : contoh uji untuk kadar air dan kerapatan 10 x 10 x 1 cm F : contoh uji untuk kuat pegang sekrup 10 x 5 x 1 cm G : contoh uji uji untuk pengembangan tebal dan daya serap air 5 x 5 x1 cm H : contoh uji untuk internal bond 5 x 5 x 1 cm I : cadangan 5 x 5x 1 cm 3.3.8 Pengujian Sifat Fisis 3.3.8.1 Kerapatan KR Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering udara. Contoh uji berukuran 10 x 10 x 1 cm berdasarkan standard JIS 5908 2003 ditimbang beratnya m 1 , lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji v. Nilai kerapatan dihitung dengan persamaan : KR grcm 3 = m 1 V

3.3.8.2 Kadar Air KA

Contoh uji berukuran 10 x 10 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 yang digunakan adalah bekas contoh uji kerapatan. Kadar air papan komposit dihitung berdasarkan berat awal m 1 dan berat kering oven m 2 selama 24 jam pada suhu 103 ± 2˚C. Nilai KA dihitung dengan persamaan : KA = m 1 - m 2 x 100 m 2

3.3.8.3 Daya Serap Air DSA

Contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 ditimbang berat awalnya m 1 . Kemudian direndam dalam air dingin selama 2 dan 24 jam, setelah itu ditimbang beratnya m 2 . Nilai DSA dihitung dengan persamaan : DSA = m 2 – m 1 x 100 m 1

3.3.8.4 Pengembangan Tebal PT

Contoh uji pengembangan tebal berukuran 5 x 5 x 1 cm sama dengan contoh uji daya serap air. Pengembangan tebal didasarkan pada tebal sebelum t 1 yang diukur pada keempat sisi dan dirata-ratakan dalam kondisi kering udara dan tebal setelah perendaman t 2 dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Nilai PT dihitung dengan persamaan : PT = t 2 – t 1 x 100 t 1 3.3.9 Pengujian Sifat Mekanis 3.3.9.1 Pendugaan Sifat Mekanis OSB Secara Nondstruktif Pengujian nondestruktif dilakukan dengan menggunakan alat Metriguard 239 A stress-wave timer digunakan untuk menghitung SWV. Metode ini didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan gelombang yang dibangkitkan oleh pendulum yang dilepaskan dari ketinggian maksimal pada satu sisi contoh uji, selanjutnya gelombang suara merambat sepanjang contoh uji hingga mencapai acelerometer pada ujung sisi lainnya. Waktu rambatan mikro detik terbaca pada layar alat. Waktu rambatan digunakan untuk menghitung kecepatan gelombang suara SWV. Nilai SWV dan MOE dinamis dihitung menggunakan persamaan: Keterangan : SWV : stress wave velocity kecepatan rambatan gelombang suara mdetik d : jarak tempuh gelombang antar dua transduser m t : waktu tempuh gelombang antar dua transduser detik MOE d : MOE dinamis kgcm 2 p : kerapatan kgm 3 g : konstanta gravitasi 9,81 mdetik 2 a b Gambar 7 Pengujian nondestruktif : a Alat uji nondestruktif merk Metriguard 239 A, b proses pengukuran waktu rambatan gelombang suara.

3.3.9.2 Pengujian Secara Destruktif

3.3.9.2.1 Modulus Elastisitas Statis MOEs

Setelah dilakukan pengujian secara nondestruktif, kemudian dilakukan pengujian secara destruktif pada contoh uji yang sama. Pengujian destruktif dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine UTM merk Instron tipe 3369 dengan menggunakan lebar bentang jarak penyangga 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm Gambar 7. Contoh uji sifat mekanis lentur yang digunakan berukuran 5 x 20 x 1 cm yang mengacu standar JIS A 5908 : 2003. Pengujian MOEs dilakukan dalam dua kondisi yaitu kering dan basah. Kondisi basah di mana contoh uji sebelum dilakukan pengujian direndam dengan air selama 24 jam. Pengujian ini juga dilakukan pada arah sejajar serat dan tegak lurus serat. Nilai MOEs dihitung dengan persamaan: Keterangan : MOEs : modulus elastisitas statis kgcm2 ΔP : beban dibawah batas proporsi kg L : jarak sangga cm ΔY : defleksi pada beban P cm b : lebar contoh uji cm h : tebal contoh uji cm

3.3.9.2.2 Modulus Patah MOR

Pengujian MOR dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOE dengam memakai contoh uji yang sama. Pada pengujian ini, pembebanan pada pengujian MOE dilanjutkan sampai contoh uji mengalami kerusakan patah. Nilai MOR dihitung dengan persamaan : MOR kgcm 2 = 3PL 2bt 2 Keterangan : MOR : Modulus of Rupture kgcm 2 P : beban maksimum kg L : jarak sangga cm b : lebar contoh uji cm t :tebal contoh uji cm Gambar 8 Proses pengujian MOEs dan MOR.

3.3.9.2.3 Internal Bond IB

Contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 direkatkan pada dua buah balok alumunium dengan perekat epoxy dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua balok ditarik tegak lurus permukaan contoh uji dengan kecepatan 2 mmmenit sampai beban maksimum. Nilai IB dihitung dengan persamaan sebagai berikut : IB kgcm 2 = P bL Keterangan: IB : Internal bond strength kgcm 2 P : beban maksimum kg L : panjang contoh uji cm b : lebar contoh uji cm Gambar 9 Proses pengujian internal bond.

3.3.9.4 Kuat Pegang Sekrup Screw Holding Power

Contoh uji berukuran 5 x 10 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003. Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm dengan panjang 16 mm dimasukkan hingga kedalaman 8 mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum dalam kilogram. Gambar 10 Proses pengujian kuat pegang sekrup.

3.4 Penentuan Kekuatan Retensi

Perbandingan nilai antara pengujian basah dan kering pada MOE dan MOR menghasilkann besaran yang disebut retensi kekuatan strength retention Massijaya 1997 dalam Nuryawan et al. 2008. Pengujian dilakukan untuk menilai OSB yang dibuat dapat digunakan untuk keperluan eksterior atau tidak. Nilai kekuatan retensi dihitung menggunakan persamaan:

3.5 Penentuan OSB Terbaik

Penentuan OSB terbaik dilakukan untuk mengetahui OSB terbaik berdasarkan sifat-sifat OSB yang telah diuji. Penilaian berdasarkan skoring yang diberikan terhadap masing-masing sifat OSB. Skoring nilai terdiri dari nilai 1 sampai dengan 9. Hal ini didasarkan pada kombinasi antara jenis bambu dan kadar perekat. Nilai 1 diberikan pada OSB dengan sifat mekanis terbaik, sementara nilai 9 untuk OSB dengan nilai sifat mekanis terendah. Total penilaian terendah menunjukkan OSB terbaik.

3.6 Analisis Data