PENGARUH RASIO KOMPOSISI SEMEN DAN PARTIKEL TERHADAP KUALITAS PAPAN SEMEN PARTIKEL DARI LIMBAH INDUSTRI PENSIL SKRIPSI

  i

PENGARUH RASIO KOMPOSISI SEMEN DAN PARTIKEL

TERHADAP KUALITAS PAPAN SEMEN PARTIKEL DARI

LIMBAH INDUSTRI PENSIL

SKRIPSI

  Oleh:

  Desi Natarina Sembiring

111201074

PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS KEHUTANAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  

2015 ii

  Judul Penelitian : Pengaruh Rasio Komposisi Semen dan Partikel Terhadap Kualitas Papan Semen Partikel dari Limbah Industri Pensil.

  Nama Mahasiswa : Desi Natarina Sembiring NIM : 111201074 Program Studi/ Minat : Kehutanan/ Teknologi Hasil Hutan

  Menyetujui Komisi Pembimbing Luthfi Hakim S.Hut., M.Si. Tito Sucipto S.Hut., M.Si.

  Ketua Anggota Siti Latifah S.Hut., M.Si., Ph.D

  Ketua Program Studi Kehutanan Tanggal lulus : Desi Natarina Sembiring. Pengaruh Rasio Kompisisi Semen dan Partikel Terhadap Kualitas Papan Semen dari Limbah Indusrti Pensil. Dibimbing oleh Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si.danTito Sucipto, S.Hut, M.Si.

  

ABSTRAK

  Papan semen yang berasal dari limbah industri pensil belum banyak dikembangkan di Indonesia.Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan semen dari partikel serutan pensil, menentukan rasio semen dan partikel tebaik serta menganalisis pengaruh rasio perbandingan semen dan partikel terhadap kualitas papan semen yang dihasilkan.Nilai rasio semen dan partikel yang digunakan adalah 90:10; 85:15; 80:20 dan 75:25.Katalis yang digunakan adalah magnesium klorida (MgCl 2 ) sebesar 5% dari berat semen. Papan semen dibuat dengan ukuran 25cmx25cmx1cm dengan kerapatan target

  3

  sebesar 1,2 g/cm . Metode pada penelitian ini menggunakan 2 tahap pengerasan.Tahap pertama dilakukan pengerasan udara menggunakan kempa dingin selama ± 4 hari dan dilanjutkan dengan pengovenan selama 24 jam pada suhu 80

  ̊ C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan semen partikel menghasilkan

  

3

  nilai kerapatan sebesar 0,73-1,13 g/cm , kadar air sebesar 8,37-12,16%, daya serap air pada perendaman 2 jam dan 24 jam berturut-turut sebesar 23,78-43,48% dan 27,33-51,90%, pengembangan tebal pada perendaman 2 jam dan 24 jam berturut-turut sebesar 0,79-1,82%, dan 1,39-2,89%, uji MOE sebesar 114,21-

  2

  2

  880,17 kg/cm , uji MOR sebesar 7,32-18,52 kg/cm dan uji IB sebesar 0,88-1,56

  2

  kg/cm . Nilai kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal 2 jam serta 24 jam telah memenuhi standar JIS A 5417-1992 sedangkan sifat mekanis papan semen belum memenuhi standar. Perlakuan rasio komposisi semen dan partikel tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap kualitas papan semen partikel yang dihasilkan. Rasio komposisi terbaik pada penelitian ini adalah 80:20 dibandingkan rasio 90:10; 85:15 dan 75:25.

  Kata kunci: papan semen partikel, serutan pensil, katalis magnesium klorida, komposisi semen:partikel, kualitas.

  

Desi Natarina Sembiring. The Influence of Cement-to-Particle Ratio on The

Quality of Cementboard made of Pencil Industry waste. Supervised by Luthfi

Hakim, S.Hut, M.Si. and Tito Sucipto, S.Hut, M.Si.

  

ABSTRACT

Cement-Bonded Particleboard made of pencil industry waste has not to

developed in Indonesian. The main objective of this research was to evaluate the

physical and mechanical properties of cement bonded from pencil shavings

particles, determine the optimum cement-to-particle ratio and analyze the effect of

cement/particle ratio on the quality of cement-bonded particleboard. The

treatment of cement/particle ratio were 90:10; 85:15; 80:20 and 75:25. The

chemical additives were magnesium chloride (MgCl 2 ) as an accelerator

amounting to 5% based of the weight of cement. Cement-Bonded Particleboard

  3

was made with size 25cmx25cmx1cm with 1,2 g/cm as a density target. Methods

of this research were two steps curing. The first step was air curing using cold

press for ±4 days and continued of second step was oven curing at 80 ̊ C for 24 hours.

  The result of the research showed that cement-bonded particleboard

  3

produced density value around 0,73-1,13 g/cm , moisture content 8,37-12,16%,

water absorption on immersion 2 hours and 24 hours around 23,78-43,48% and

27,33-51,90%, thickness swelling on immersion 2 hours and 24 hours around

  2

0,79-1,82% and 1,39-2,89%, modulus of elasticity around 114,21-880,17 kg/cm ,

  2

modulus of rupture around 7,32-18,52 kg/cm and internal bond around 0,88-1,56

  2

kg/cm . Density, water content and the thickness swelling of 2 hours and 24 hours

have fulfilled the standard of JIS A 5417-1992. The mechanical properties were

not fulfilled yet. Cement-to-particle ratio in the research did not significant effect

on the quality of cement-bonded particleboard. The effect of cement/particle ratio

on the research showed that 80:20 is very good compared from 90:10; 85:15 and

75:25.

  

Key words: cement-bonded particleboard, pencil shavings particles, catalyst

MgCl , cement-to-particle ratio, quality.

  2

RIWAYAT HIDUP

  Penulis dilahirkan di Patumbak pada tanggal 16 Desember 1993.Penulis adalah putri ketiga dari tiga bersaudara, anak dari pasangan Rulih Sembiring dan Sertali Br Barus.

  Penulis memulai pendidikan di SD Negeri 101796 Patumbak, lulus tahun 2005. Penulis melanjutkan pendidikan di SMP Negeri 1 Patumbak dan lulus tahun 2008. Tahun 2011, penulis lulus dari SMA Swasta Santa Maria Medan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk USU melalui jalur SMNPTN. Penulis memilih Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian dengan minat studi Teknologi Hasil Hutan.

  Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif di sejumlah organisasi kemahasiswaan yakni sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Sylva (Himas) tahun 2011-2014 serta Ikatan Mahasiswa Karo (IMKA) Pertanian USU tahun 2011-2015. Pada tahun 2014 penulis menjadi asisten praktikum Sifat Kimia Kayu.

  Penulis telah melaksanakan Praktikum Pengenalan dan Pengolahan Ekosistem Hutan (P2EH) selama 10 hari di Tahura Bukit Barisan, Berastagi.Penulis juga melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Perhutani Unit III Jawa Barat KPH Sukabumi selama 1 bulan.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan segala rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga skripsi yang berjudul ”Pengaruh Rasio Komposisi Semen dan Partikel Terhadap Kualitas Papan Semen Partikel dari Limbah Industri Pensil” dapat diselesaikan. Skripsi ini diharapkan dapat memberikan sebuah alternatif pemanfaatan limbah industri pensil untuk menghasilkan produk yang bermanfaat, ekonomis serta dapat dikembangkan sebagai alternatif untuk substitusi kayu. Skripsi ini berisi tentang evaluasi kualitas papan semen (terhadap sifat fisis dan mekanis) dari partikel serutan pensil dengan beberapa perbandingan komposisi semen, partikel, air dan bahan aditif.

  Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut, M.Si selaku komisi pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat tidak hanya bagi mahasiswa dari Kehutanan Universitas Sumatera Utara saja, namun juga bermanfaat bagi setiap orang yang membacanya.Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

  Medan, Mei 2015 Penulis

  

DAFTAR ISI

  Halaman

  ABSTRAK ...................................................................................................... i ABSTRACT ..................................................................................................... ii

RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ iii

KATA PENGANTAR .................................................................................... iv

DAFTAR ISI ................................................................................................... v

DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix

PENDAHULUAN

  Latar Belakang ................................................................................................. 1 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 2 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 2 Hipotesis Penelitian .......................................................................................... 3

  TINJAUAN PUSTAKA

  Papan Semen Partikel ....................................................................................... 4 Pembuatan Papan Semen Partikel .................................................................... 5 Sifat-Sifat dan Penggunaan Papan Semen Partikel .......................................... 6 Bahan Pengisi

  Partikel Serutan .......................................................................................... 8 Semen ......................................................................................................... 10

  Faktor Pengerasan Semen ................................................................................ 12 Katalisator Magnesium Klorida (MgCl

  2 ) ......................................................... 13

  Rasio Komposisi Semen dan Partikel .............................................................. 14

  METODOLOGI

  Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................................... 15 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................................ 15 Prosedur Penelitian

  Persiapan Bahan Baku................................................................................ 15 Pengukuran Suhu Hidrasi ........................................................................... 16 Perhitungan Bahan Baku dan Semen ......................................................... 17 Pembuatan Papan Semen Partikel .............................................................. 18 Pengkondisian ............................................................................................ 19

  Pengujian Papan Semen Partikel Pengujian Sifat Fisis ................................................................................... 20 Pengujian Sifat Mekanis ............................................................................ 22

  Analisis Data .................................................................................................... 24

  HASIL DAN PEMBAHASAN

  Pengukuran Suhu Hidrasi ................................................................................. 27 Sifat Fisis Papan Semen

  Kerapatan ................................................................................................... 29 Kadar air ..................................................................................................... 32 Pengembangan tebal................................................................................... 34 Daya serap air ............................................................................................. 36

  Sifat Mekanis Papan Semen Partikel Keteguhan lentur (MOE)............................................................................ 39 Keteguhan patah (MOR) ............................................................................ 41 Keteguhan rekat internal (internal bond) ................................................... 43

  Rekapitulasi Sifat Fisis & Mekanis Papan Semen Partikel .............................. 45

  KESIMPULAN DAN SARAN

  Kesimpulan ...................................................................................................... 47 Saran .............................................................................................................. 47

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR TABEL

  Halaman 1. Komposisi kebutuhan bahan baku papan semen partikel .......................... 17 2. Suhu hidrasi tertinggi dan waktu yang dicapai .......................................... 28 3. Rekapitulasi sifat fisis dan mekanis papan semen partikel serutan pensil .......................................................................................................... 46

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman 1. Sistem pengempaan dingin ........................................................................ 19 2. Pola pemotongan contoh uji ....................................................................... 20 3. Pengujian MOE dan MOR ......................................................................... 23 4. Bagan alir penelitian .................................................................................. 26 5. Grafik suhu hidrasi partikel serutan pensil dan semen............................... 27 6. Grafik nilai kerapatan papan semen partikel serutan pensil....................... 30 7. Grafik nilai KA papan semen partikel serutan pensil ................................ 32 8. Grafik nilai pengembangan tebal pada 2 jam dan 24 jam papan semen partikel serutan pensil ................................................................................ 34

  9. Grafik nilai daya serap air pada 2 jam dan 24 jam papan semen partikel serutan pensil ................................................................................ 37

  10. Grafik nilai MOE papan semen partikel serutan pensil ............................ 39 11.

  Grafik nilai MOR papan semen partikel serutan pensil ............................. 42 12. Grafik nilai IB papan semen partikel serutan pensil .................................. 44