METODE PENELITIAN A.
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2010 hingga April 2011.Pembuatan Oriented Strand Board OSB dilaksanakan di Laboratorium
Biokomposit, pengujian sifat mekanis secara destruktif dilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan
Institut Pertanian Bogor, dan pengujian sifat mekanis secara non destruktif di laksanakan di laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Pekerjaan Umum
Puslitbang Permukiman, Cileunyi, Bandung.
B. Bahan dan alat
Bahan yang digunakan adalah bambu Betung Dendrocalamus asper Schult Backer ex Heyne, bambu Andong Gigantochholoa verticillata
Willd.Munro, dan bambu Ampel Bambusa vulgaris Schrad. ex J.C. Bahan baku perekat yaitu Methane Diisocyanate MDI dengan kadar perekat 5 tipe
H3M dari PT. Polychemie Asia Pasific Permai.
Alat yang digunakan adalah disc flaker, gergaji potong, oven, timbangan, alat cetakan 30cm x 30cm, kaliper, hot press, sprayer gun, compressor, Universal
Testing Machine UTM merk Instron tipe 3369, Metriguard model 239 A stress wave timer.
C. Prosedur Penelitian
1. Perhitungan Nisbah Kelangsingan slenderness ratio dan Nisbah
Aspek aspect ratio
Perhitungan nisbah kelangsingan slenderness ratio dan nisbah aspek aspect ratio strand dilakukan dengan cara mengukur dimensi strand yang
diambil secara acak sebanyak 100 buah strand untuk setiap jenis bambu. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan caliper pada 2 bagian panjang, 2
bagian lebar dan 1 bagian tengah dan hasilnya dirata-ratakan. Adapun rumus untuk menghitung nisbah kelangsingan slenderness ratio dan nisbah aspek
aspect ratio sebagai berikut:
Nisbah kelangsingan =
������� ������ ����� ������
Nisbah Aspek =
������� ������ ����� ������
Nilai rata-rata hasil pengukuranan dimensi strand dan perhitungan nilai aspect ratio strand disajikan pada Tabel 2
ab c Gambar 1 Strand Bambu Ampel dengan ukuran 7 cm a, 10 cm b,
dan 13 cm c
a b
c Gambar 2 Strand Bambu Betung dengan ukuran 7 cm a, 10 cm b,
dan 13 cm c
ab c Gambar 3 Strand Bambu Andong dengan ukuran 7 cm a, 10 cm b,
dan 13 cm c
2. Pembuatan OSB
Adapun urutan pembuatan OSB, sebagai berikut: a
Persiapan bahan baku Strand diperoleh dari pengrajin bambu yang telah memproses bambu
dengan alat khusus hingga terbentuk strand, kemudian strand yang dihasilkan dikeringkan. Proses pengeringan dilakukan dengan pengeringan
udara dan pengeringan oven dengan suhu 50 C hingga mencapai kadar air
2-3. b
Blending Blending dilakukan dalam rotary blender dengan bantuan spray gundan
compressor untuk menyemprotkan MDI. c
Pembentukan Lembaran Pembentukan dilakukan dengan membuat lapik mats OSB berukuran 30
x 30 x 1 cm dengan kerapatan target ± 0,70 gcm
3
. d
Pengempaan Panas Pengempaan lapik menggunakan kempa panas, tekanan kempa yang
digunakan sebesar 25 kgcm
2
, dengan waktu kempa 7 menit, dan suhu 160
C. e
Finishing dan persiapan pengujian Setelah proses pengempaan, lembaran – lembaran OSB dikondisikan
selama 14 hari pada suhu kamar. Kemudian dipotong menjadi contoh uji berdasarkan JIS 5908:2003.
Gambar 4 Lembaran OSB
3. Pengujian Kualitas OSB
Pengujian sifat fisis dan mekanis dilaksanakan berdasarkan standar JIS A 5908 A : 2003. Hasil pengujian dikoreksi dengan kerapatan masing–masing
contoh uji dan dicocokkan dengan standar CSA 0437.0 Grade O-2 apakah memenuhi standar atau tidak. Pembuatan contoh uji dibuat menjadi 8 bagian
berdasarkan Standar JIS A 5908 : 2003. Pembagian potongan contoh uji dapat dilihat seperti Gambar 5. Parameter kualitas papan yang diuji adalah kerapatan,
kadar air, pengembangan tebal, daya serap air dan Stress Wave Velocity SWV untuk sifat fisis dan untuk sifat mekanis dengan metode destruktif keteguhan
rekat internal, modulus patah dan modulus elastisitas dan non destruktif modulus elastisitas dinamis.
3 7
6 1
4
2 5
8 Gambar 3. Pola penentuan contoh uji
Gambar 5 Pola Penentuan Contoh Uji Keterangan:
1. MOE dan MOR serat pengujian basah
2. MOE dan MOR ┴ serat pengujian basah
3. MOE dan MOR serat pengujian kering
4. MOE dan MOR ┴ serat pengujian kering
5. Kerapatan dan kadar air
6. Pengembangan tebal, penyerapan air
7. Internal Bond
8. Cadangan
a. Pengujian Sifat Fisis
1. Kerapatan KR
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering udara. Contoh uji berukuran 10 x 10 x 1 cm
3
ditimbang beratnya m
1
, lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk
4 1
1
4
2 5
8 6
1
4
2 5
8 7
6 1
4
2 5
8
3 7
6 1
4
2 5
8 7
6 1
4
2 5
8
3
30 cm
30 cm
menentukan volume contoh uji v. Nilai kerapatan dihitung dengan persamaan :
�� � ��
�
⁄ =
�
�
�
2. Kadar Air KA
Contoh uji berukuran 10 x 10 x 1 cm
3
yang digunakan adalah bekas contoh uji kerapatan.Kadar air OSB 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:
�� = �
�
− �
�
�
�
× ���
3. Daya Serap Air DSA
Contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm
3
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 : ��� =
��−�� ��
× ���
4. Pengembangan Tebal PT
Contoh uji pengembangan tebal berukuran 5 x 5 x 1 cm
3
sama dengan contoh uji daya serap air. Pengembangan tebal didasarkan pada
tebal sebelum perendaman 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 :
�� = �
�
− �
�
�
�
× ���
b. Pengujian sifat mekanis OSB
1. Metode non Destruktif
Pengujian dilakukan menggunakan alat non destruktif gelombang tegangan merk’Metriguard model 239 A stress wave timer’.Contoh uji
yang digunakan berukuran 5 x 20 x 1 cm
3
pada arah longitudinal searah dengan orientasi strand pada lapisan permukaan OSB dan pada arah
transversal tegak lurus dengan orientasi strand pada lapisan permukaan OSB.Pengujian ini dilakukan pada contoh uji kering dan basah.Contoh uji
basah dilakukan setelah perendaman selama 24 jam, sedangkan untuk contoh uji kering dilakukan secara langsung tanpa perendaman.
Pengujian non destruktif ini dilakukan pengukuran terhadap waktu rambatan time propagation, dimana kecepatan SWV adalah:
SWV =
� �
dimana : V = kecepatan gelombang mdetik d = jarak tempuh gelombang antara dua transduser cm
t = waktu tempuh gelombang antara dua transduser µ detik
Pengujian dengan Metriguard didasarkan pada pengukuran kecepatan gelombang yang dibangkitkan oleh getaran. Getaran ini ditimbulkan oleh
impact pendulum yang dijatuhkan ketinggian maksimum dari waktu perambatan gelombang tegangan dari ‘start accelerometer’ sebagai
transduser pengirim ke ‘stop accelerometer’ sebagai transduser penerima akan tercatat.
Gambar6 Pengujian MOE
d
dengan Metriguard Model 239 A Selanjutnya dilakukan perhitungan MOE dinamis MOE
d
dengan menggunakan rumus:
MOE
d
=
�.���
�
�
Keterangan: MOE
d
= Modulus elastisitas dinamis kgcm
2
ρ = kerapatan OSB gcm
2
SWV = kecepatan gelombang mdetik g
= konstanta gravitasi 9.81 mdetik
2
2. Metode Destruktif
Pengujian ini dilakukan untuk menghitung MOE statis MOEs, MOR, dan keteguhan rekat.Pengujian MOE dan MOR dilakukan dengan
menggunakan Universal Testing Machine merk Instrontipe 3369 dengan menggunakan lebar bentang jarak penyangga 15 kali tebal nominal,
tetapi tidak kurang dari 15 cm. Contoh uji yang digunakan adalah contoh uji yang sama pada pengujian non destruktif, dilakukan juga dengan
pengujian basah dan kering. Pembebanan contoh uji diberikan dengan kecepatan 10 mmmenit. Nilai MOE dihitung dengan persamaan :
��� ��� ��
�
⁄ =
∆��
�
�∆���
�
Keterangan : MOE : modulus of elasticity kgfcm
2
ΔP : beban dibawah batas proporsi kgf
L : jarak sangga cm
ΔY : defleksi pada beban P cm
b : lebar contoh uji cm
t : tebal contoh uji cm
Pengujian MOR dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOE dengan memakai contoh uji yang sama. Pada pengujian ini, pembebanan
pada pengujian MOE dilanjutkan sampai contoh uji mengalami kerusakan patah. Nilai MOR dihitung dengan persamaan :
��� ��� ��
�
⁄ =
��� ���
�
Keterangan : MOR : modulus of rupture kgfcm
2
P : beban maksimum kgf
L : jarak sangga cm
b : lebar contoh uji cm
t : tebal contoh uji cm
Gambar 7 Pengujian MOEs dan MOR dengan Universal Testing Machine merk Instron
Pengujian keteguhan rekat Internal Bond IB, contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 direkatkan pada dua
buah blok alumunium dengan perekat dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok ditarik tegak lurus permukaan contoh uji dengan
kecepatan 2 mmmenit sampai beban maksimum. Nilai IB dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
IB kgfcm
2
=
� ��
Keterangan : IB
: internal bond strengthkgfcm
2
P : beban maksimum kgf
b : lebar contoh uji cm
l : panjang contoh uji cm
D. Rancangan Percobaan
Pada penelitian ini digunakan rancangan percobaan acak lengkap faktorial. Untuk melihat pengaruh dari kombinasi jenis bambu dan variasi panjang
strand digunakan 2 faktor dengan 3 ulangan. Sehingga papan yang dibuat sebanyak 81 papan 9 x 3 x 3.Faktor A terdiri dari 3 taraf variasi panjang
strand.Faktor B terdiri dari 9 taraf kombinasi dari 3 jenis bambu. Adapun kombinasi dari 3 jenis bambu dan variasi panjang strand dapat dilihat pada Tabel
3. Tabel 3 Keterangan Kombinasi Jenis Bambu dan Variasi Panjang Strand
Panjang Strand
Faktor A Kombinasi Jenis Bambu Faktor B
Face Core
Back Ampel
L Betung
B Andong
G 7 Cm
Ampel L LLL
LBL LGL
Ampel L Betung B
BLB BBB
BGB Betung B
Andong G GLG
GBG GGG
Andong G 10 Cm
Ampel L LLL
LBL LGL
Ampel L Betung B
BLB BLB
BLB Betung B
Andong G GLG
GLG GLG
Andong G 13 Cm
Ampel L LLL
LBL LGL
Ampel L Betung B
BLB BLB
BLB Betung B
Andong G GLG
GLG GLG
Andong G Menurut Mattjik dan Sumertajaya 2002, model linier aditif untuk
rancangan percobaan tersebut adalah:
Y
ijk
= µ + α
i
+ β
j
+ αβ
ij
+
ε
ijk
Keterangan : Y
ijk
= nilai respon pada taraf ke-i faktor kombinasi jenis bambu dan taraf ke-j faktor variasi panjang strand
µ = nilai rata-rata pengamatan
α
i
= pengaruh sebenarnya faktor kombinasi jenis bambu pada taraf ke-i β
j
= pengaruh sebenarnya faktor variasi panjang strand pada taraf ke-j αβij = interaksi antara α
i
dan β
j
εijk = pengaruh acak pada perlakuan α, β, dengan masing – masing taraf ulangan ke k.
Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan terhadap respon maka dilakukan analisis keragaman dengan menggunakan uji F pada tingkat kepercayaan 95
nyata.
Tabel 4 Analisis keragaman ANOVA
Sumber Keragaman
Db JK
KT F
hitung
A B
AB Sisa
Total A-1
B-1 A-1B-1
ABn-1 ABn-1
JKA JKB
JKAB JKS
JKT JKAA-1
JKBB-1 JKABA-1B-1
JKSABn-1 KTAKTS
KTBKTS KTABKTS
Sedangkan kriteria ujinya yang digunakan adalah jika F
hitung
lebih kecil atau sama dengan F
tabel
maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu dan jika F
hitung
lebih besar dari F
tabel
maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan tertentu. Untuk mengetahui faktor-
faktor yang berpengaruh nyata dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji beda Duncan. Analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan program komputer
SPSS 18.0.Selanjutnya untuk melihat hubungan antara SWV, MOEd dengan MOEs dan MOR dianalisis menggunakan analisis regresi linear sederhana.
DAFTAR PUSTAKA
Abbaker, M. 2010. Properties Oriented Strand Board Made from Mixing Bamboo. [tesis].Bogor : Sekolah Pascasarjana, IPB.
Anonim, 1980. Beberapa Jenis Bambu. PN Balai Pustaka. Jakarta
[APA] American Plywood Association, 2000. Oriented Strand Board Product Guide. The Enginereed Wood Association. Washington
---------------------------------------------------.2006. Oriented Strand Board OSB. http:www.apawood.orglevel b.cfm?content=prd_osb_main
Betchel, F K, 1986. Metriguard Model 239 A Stress Wave Timer. Metriguard. Inc. Pullman, Washington
Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG.2003. Forest Product and Wood Science an Introduction 4
th
Ed.USA: Iowa State Press A Blackwell Publ Bucur V.1995. Acoustic of Wood. Institue National de la Recherce Agronomigue
Centre de Recherces Forestieres. Nancy. France Dransfield S, Elizabet AW, 1995. Plant Resources of South East Asia PROSEA.
Bamboos, Backhuys Publisher Leiden Fatriasari W, Euis H.2008. Analisis Morfologi Serat dan Sifat Fisis-Mekanis Pada
Enam Jenis Bambu Sebagai Bahan Baku Pulp dan Kertas. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 12:67-72
Han G, Qinlin W, Xiping W. 2006. Stress_Wave Velocity of Wood Based Panels : Effect of Moisture, Product Type, and material Direction. Forest Product
Hanipah, 2001. Studi Hubungan Antara Kecepatan Perambatan Gelombang Ultrasonik dengan Beberapa Sifat Mekanis Kayu Jati Tectona Grandis
Linn f. [Skripsi].Bogor: Departemen Teknologi Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor
Ikhsan, MF. 2011. Pendugaan Sifat Mekanis Lentur Papan Partikel dari Beberapa Kayu Cepat Tumbuh Pengujian Secara Non Destruktif dengan Metode
Stress Wave Velocity. [Skripsi].Bogor: Departemen Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor
Jansen, JJA. 1980. The Mechanical Properties of Bamboo Used in Construction Bamboo Research in Asia. Proceeding at Workshop. Singapore.
[JSA] Japaneese Standard Asociation. 2003. Particleboards. Japaneese Industrial Standard JIS A5908-2003. Japan
Karlinasari L. 2005. Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non Destruktif dengan Metode Gelombang Ultrasonik. Laporan Hibah Penelitian. Bogor
Kelly MW. 1977. Critical Literature Review of Relationships Between Processing Parameter and Physical Properties of Particleboard. Departement of
Wood and Paper Science School of Forestry Resources North Carolina Institute Raleigh
Koch P. 1985. Utilization of Hardwoods Growing on Southern Pine Sites. United States Departement of Agriculture. Forest Service. Agriculture Handbook
Krisdianto, Ginuk S, Agus I. 2000. Sari Hasil Penelitian Bambu. Himpunan Sari Hasil Penelitian Rotan dan Bambu. Pusat Penelitian Hasil Hutan. Badan
Penelitian dan Pengembangan Kehutanan dan Perkebunan. Bogor Liese W. 1980. Preservation of Bamboos. In Lessard, G and Chouinard, A Eds,
“Bamboo Research in Asia”, IDRC, Singapore Maloney TM, 1993. Modern Particleboard and Dry-process Fibreboard
Manufacturing. Forest Product Society, Madison. WI Mardikanto TR., Pranggodo, B. 1991. Kemungkinan Penerapan Cara
Nondestructive Testing untuk Pendugaan Kekuatan Kayu Kelapa Gergajian. [Laporan Penelitian].Bogor. Fakultas Kehutanan. Institut
Pertanian Bogor.
Marra. A. 1992. Technology of Wood Bonding:Principle in Practise. New York: Van Nostrand Reinhold
Mattjik AA, Sumertajaya I.M. 2006. Perancangan Percobaan. Bogor: IPB Press Nuryatin N. 2000. Studi Analisa Sifat – Sifat Dasar Bambu Pada Beberapa Tujuan
Penggunaan. [Tesis]. Bogor : Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor
-----------------,2012. Pola Ikatan Pembuluh Bambu Sebagai Penduga Pemanfaatan Bambu. [Disertasi]. Bogor : Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian
Bogor Nurhaida. 2008. Karakteristik Oriented Strand Board dari Kayu Akasia dan
Afrika Berdasarkan Penyusunan Arah Strand. Tesis. Sekolah Pascasarjana IPB. Bogor
Oliveira FGR, Campos JAO de,Pletz E, Sales A. 2002. Assestment of Mechanical Properties of Wood Using an Ultrasonic Technique. Proceeding of the
13
th
Parubak BS, 2009. Pengembangan OSB Oriented Strand Board Berkualitas Tinggi dari Bambu. [Tesis]. Bogor : Sekolah Pascasarjana. Institut
Pertanian Bogor Ross RJ, Brashaw BK dan Pellen RF. 1998. Nondestruktif Evaluation of Wood
Forest Produc. Jurnal 48 1. Sahroni, 2010. Pengaruh Perlakuan Pendahuluan dan Variasi Panjang Strand
terhadap Sifat Oriented Strand Board OSB dari Bambu Betung Dendrocalamus asper Schultes f Backer x Heyne
Sonjaya JA. 2008. Jenis – jenis Bambu yang Bernilai Ekonomi.
http:www.sahabatbambu.com?action=serviceslid=1 [5 Maret 2010] Structural Board Association.2004a. Oriented Strand Board in Landfills.
Technical. Buletin Nomor 110. Canada -------------------------------------.2004b. Binder and Waxes In OSB. Technical.
Buletin Nomor 114. Canada -------------------------------------.2005a. OSB in Wood Frame Construction.
Technical. Buletin Nomor 110. Canada -------------------------------------.2005b. OSB Performance by Design : Oriented
Strand Board in Wood Frame Construction. Canada Suchsland O,Woodson GE, 1990. Fiberboard Manufacturing Practices in the
United States. Agriculture Handbook No 640. USDA Forest Serv.,Washington
Tasdiq AYM. 2000. Pengaruh Perbandingan Dimensi Panjang dan Tebal Strand Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Oriented Strand Board kayu Gmelina
Gmelina arborea Roxb. [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.
Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood Structure, Properties, Utilization.Van NostrandReinhold. New York.
Vick CB. 1999. Adhesive Bonding of Wood Materials. Di dalam: Wood Handbook: Wood as an Engineering Material, USA : Forest Products
Society.
Widjaja EA. 2001. Identifikasi Jenis-jenis Bambu di Jawa. Puslitbang LIPI, Bogor.
Wijaya DD. 2011. Pengaruh Kadar Perekat dan Kombinasi Kayu Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis OSB Ukuran Kecil dan Besar dari Dua Jenis Kayu
Rakyat. [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.
Youngquist JA. 1999. Wood-based Composites and Panel Product. Woodhandbook: Wood as an engineering material. USA: Forest Product
Society.
LAMPIRAN
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. GEOMETRI STRAND