KARAKTERISTIK PAPAN SEMEN DARI LIMBAH KERTAS KARDUS DENGAN PENAMBAHAN KATALIS KALSIUM KLORIDA
KARAKTERISTIK PAPAN SEMEN DARI LIMBAH KERTAS KARDUS DENGAN PENAMBAHAN KATALIS KALSIUM KLORIDA HASIL PENELITIAN Oleh: Zul Rahman Arief 061203037 / Teknologi Hasil Hutan
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012
HALAMAN PENGESAHAN
Judul Hasil : Karakteristik Papan Semen dari Limbah Kertas Kardus dengan Penambahan Katalis Kalsium Klorida
Nama : Zul Rahman Arief NIM : 061203037 Program Studi : Kehutanan
Disetujui oleh, Komisi Pembimbing
Ketua Anggota
Tito Sucipto, S.Hut, M.Si Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si NIP. 19790221 200312 1 001 NIP. 19791017 200312 1 002
Mengetahui, Ketua Program Studi Kehutanan
Siti Latifah, S.Hut, M.Si., Ph.D NIP. 19710416 200112 2 001 Zul Rahman Arief. Karakteristik Papan Semen dari Limbah Kertas Kardus dengan Penambahan Katalis Kalsium Klorida. Dibimbing oleh Tito Sucipto, S.Hut, M.Si dan Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si.
ABSTRAK
Papan semen berpotensi besar sebagai bahan substitusi kayu untuk konstruksi bangunan. Tujuan penelitian adalah mengevaluasi kualitas papan semen berupa sifat fisis dan mekanis papan semen serta ketahanannya terhadap serangan rayap. Papan dibuat dengan ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dan kerapatan
3
1 g/cm pada variasi komposisi semen : fiber : air dengan penambahan katalis kalsium klorida. Sifat fisis dan mekanis papan semen yang memenuhi standar JIS A 5414-1993 adalah kerapatan, daya serap air dan MOE sedangkan kadar air, pengembangan tebal dan MOR tidak memenuhi standar. Nilai kerapatan papan semen dengan menggunakan katalis kalsium klorida yang memenuhi standar
3
3
adalah 1,27 g/cm -1,29 g/cm , daya serap air 5,30%-22,31%, MOE 468,48
2
2
kg/cm -568,33 kg/cm , sedangkan kerapatan papan semen tanpa katalis berkisar
3
3
2
1,13 g/cm -1,67g/cm , daya serap air 9,95%-16,83%, MOE 131,73 kg/cm -196,95
2
kg/cm . Papan semen memiliki keawetan yang cukup tinggi terhadap serangan rayap. Papan semen yang memiliki kualitas terbaik berdasarkan pengujian sifat fisis, mekanis dan ketahanan terhadap serangan rayap terdapat pada komposisi perbandingan semen : fiber : air (1,75 : 1,75 : 1,25) dan penambahan katalis kalsium klorida.
Kata kunci: papan semen, limbah kardus, kalsium klorida, sifat fisis dan mekanis, keawetan
Zul Rahman Arief. Characteristics of Cement Board made from Corrugated
Paper Waste with Calcium Chloride Catalyst Addition. Supervised by Tito
Sucipto, S.Hut, M.Si and Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si.ABSTRACT Cement board holds great potential as a wood substitute material for
building construction. The research objective was to evaluate the physical and
mechanical properties of cement board as well resistance to termite attack.
3 Boards made with size 30 cm x 30 cm x 1 cm and a density 1 g/cm under various
composition of cement : fiber : water ratio with addition of calcium chloride
catalysts. Physical and mechanical properties of cement board that fulfill the
standards were the density, water absorption and MOE, while the moisture
content, thickness swelling and MOR not fulfill the standards. The value density ofthe cement board using calcium chloride catalyst that fulfill the standards is the
3
3
ranges from 1,27 g/cm - 1,29 g/cm , water absorption 5,30%-22,31%, MOE
2
2
468,48 kg/cm -568,33 kg/cm while the cement board without catalyst density
3
3
ranges from 1,13 g/cm -1,67 g/cm , water absorption 9,95%-16,83%, MOE
2
2
131,73 kg/cm -196,95 kg/cm . The cement board has a relatively high durability
against termite attack. Cement board that has the best quality based on the testingof physical properties, mechanical properties and resistance to termite attack
there on the composition ratio of cement : fiber : water (1,75 : 1,75 : 1,25) and calcium chloride catalyst.Key words: cement board, corrugated paper waste, calcium chloride, physical and mechanical properties, durability
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Gunungsitoli, Nias pada tanggal 24 April 1988 dari Ayahanda Zainal Abidin, SE, dan Ibunda Delima Gea. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara.
Pendidikan formal yang ditempuh oleh Penulis selama ini, adalah pendidikan dasar di SDN 070974 Gunungsitoli, Nias, lulus tahun 2000, pendidikan lanjutan di SLTPN 3 Gunungsitoli, Nias, lulus tahun 2003, pendidikan menengah di SMAN 1 UNIVA 1 Gunungsitoli, Nias, lulus tahun 2006 dan tahun 2006 lulus ujian Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan diterima pada Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Penulis juga pernah menjadi asisten Praktikum Sifat Fisis dan Mekanis T.A. 2009/2010. Penulis pernah melakukan Praktik Pengenalan Pengolahan Hutan (P3H) pada dua lokasi yang berbeda yaitu di hutan mangrove Pulau Sembilan Kabupaten Langkat dan hutan pegunungan Taman Nasional Gunung Leuser Kabupaten Langkat. Selain itu, penulis juga pernah melaksanakan Praktik Kerja Lapang (PKL) di Kesatuan Pemangkuan Hutan (KPH) Cepu, Kabupaten Blora, Provinsi Jawa Tengah. Pada akhir kuliah penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Karakteristik Papan Semen dari Limbah Kertas Kardus dengan Penambahan Katalis Kalsium Klorida” untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan segala rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penelitian dan skripsi yang berjudul ”Karakteristik Papan Semen dari Limbah Kertas Kardus dengan Penambahan Katalis Kalsium Klorida” dapat diselesaikan. Skripsi ini disusun dengan harapan dapat memberikan sebuah alternatif pemanfaatan limbah kertas kardus untuk menghasilkan produk yang bermanfaat, mempunyai nilai ekonomi yang cukup tinggi dan dapat dikembangkan sebagai alternatif untuk substitusi kayu. Adapun isi dari skripsi ini adalah tentang evaluasi kualitas papan semen (terhadap sifat fisis, mekanis dan ketahanannya terhadap serangan rayap) dari kertas kardus dengan beberapa perbandingan komposisi semen, kertas kardus dan air.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Tito Sucipto, S.Hut, M.Si dan Bapak Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si selaku komisi pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan penelitian dan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Siti Latifah, S.Hut, Ph.D selaku ketua Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Juli 2012 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 ....................................................................................... 3 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA
Selulosa ...................................................................................................... 4 Pengertian Selulosa........... ................................................................... 4 Pembagian Selulosa ............................................................................. 5 Penggunaan Selulosa ............................................................................ 6
Kertas Karton ............................................................................................. 6 Pengertian dan Karakteristik Kertas Karton ........................................ 6
Katalis Kalsium Klorida ............................................................................. 9 Semen ......................................................................................................... 10
Pengertian Semen ................................................................................. 10 Pembagian Semen ................................................................................ 11 Proses Pembuatan Semen ..................................................................... 12 Semen Portland .................................................................................... 13 Komposisi Kimia Semen Portland ....................................................... 14 Komposisi Utama Semen Portland ...................................................... 14 Jenis–Jenis Semen Portland ................................................................. 15
Papan Semen .............................................................................................. 16
METODOLOGI
Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................................... 21 Alat dan Bahan Penelitian .......................................................................... 21 Prosedur Penelitian..................................................................................... 21
Persiapan Bahan Baku.......................................................................... 21 Pengadonan .......................................................................................... 22
Proporsi Bahan Baku untuk Perbandingan 40:60 .......................... 23 Proporsi Bahan Baku untuk Perbandingan 50:50 .......................... 24 Proporsi Bahan Baku untuk Perbandingan 60:40 .......................... 24
Pembentukan Lembaran ....................................................................... 25 Pengkondisian ...................................................................................... 25 Pengujian Kualitas ............................................................................... 26
Pengujian untuk Sifat Fisis................................................................... 27 Kerapatan Papan Semen ................................................................. 27 Kadar Air ........................................................................................ 28 Pengembangan Tebal ..................................................................... 28 Daya Serap Air ............................................................................... 29
Uji Kubur ............................................................................................. 29 Pengujian untuk Sifat Mekanis ............................................................ 30
Modulus Patah ................................................................................ 30 Modulus Elastisitas ........................................................................ 31 Kuat Pegang Sekrup ....................................................................... 32 Keteguhan Rekat ............................................................................ 32
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Papan Semen ............................................................................. 34 Kerapatan ....................................................................................... 34 Kadar Air ........................................................................................ 36 Daya Serap Air ............................................................................... 39 Pengembangan Tebal ..................................................................... 42
Sifat Mekanis Papan Semen ....................................................................... 45 Modulus Lentur .............................................................................. 45 Modulus Patah ................................................................................ 46 Keteguhan Rekat ............................................................................ 48 Kuat Pegang Sekrup ....................................................................... 49
Sifat Ketahanan Terhadap Serangan Rayap ............................................... 51
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ................................................................................................ 54 Saran ........................................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Komposisi kimia semen portland ............................................................... 14 2. Standar uji papan semen menurut JIS A 5414-1993 .................................. 20 3.
Kriteria ketahanan papan semen terhadap serangan rayap ........................ 20 4. Klasifikasi penurunan berat papan semen terhadap serangan rayap berdasarkan SNI 01-7207-2006 ................................................................. 20
5. Proporsi bahan baku pembuatan papan semen........................................... 23 6.
Standar pengujian JIS A 5414-1993 .......................................................... 27 7. Rekapitulasi nilai pengujian sifat fisis, mekanis dan ketahanan papan semen terhadap serangan rayap (biodeteriorasi) ........................................ 34
8. Rata-rata kehilangan berat papan semen .................................................... 52 9.
Klasifikasi ketahanan papan semen terhadap serangan rayap berdasarkan SNI 01-2707-2006 ..................................................................................... 52
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1. Rantai selulosa. .......................................................................................... 4 2. Kertas kardus. ............................................................................................. 7 3.
Kalsium klorida. ......................................................................................... 10 4. Papan semen. .............................................................................................. 17 5. Bagan alir proses persiapan bahan baku. ................................................... 22 6. Pola pemotongan contoh uji papan semen. ................................................ 26 7. Cara pembebanan pengujian MOR. ........................................................... 30 8. Posisi sekrup pada pengujian kuat pegang sekrup. .................................... 32 9. Pengujian keteguhan rekat ......................................................................... 32 10.
Perbedaan nilai kerapatan pada berbagai variasi komposisi S : F : W ....... 35 11. Perbedaan nilai kadar air pada berbagai variasi komposisi S : F : W ........ 37 12. Perbedaan nilai daya serap air setelah perendaman selama 2 jam ............. 40 13. Perbedaan nilai daya serap air setelah perendaman selama 24jam ............ 40 14. Perbedaan nilai pengembangan tebal setelah perendaman selama 2 jam .. 43 15. Perbedaan nilai pengembangan tebal setelah perendaman selama 24 jam 43 16. Perbedaan nilai MOE pada berbagai variasi komposisi S : F : W ............. 45 17. Perbedaan nilai MOR pada berbagai variasi komposisi S : F : W ............. 47 18. Perbedaan nilai keteguhan rekat................................................................. 49 19. Perbedaan nilai kuat pegang sekrup ........................................................... 50 20. Perbedaan nilai kehilangan berat ............................................................... 51