sifat fisis dan mekanis oriented strand board ......jenis dan kadar perekat yang sama (febrianto et...

SIFAT FISIS DAN MEKANIS ORIENTED STRAND BOARD

BAMBU HIBRIDA PADA BERBAGAI KADAR PEREKAT

Rynaldo Davinsy E251180031

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS

Dr. Ir. Deded Sarip Nawawi, M.Sc

Moderator

Sekolah Pascasarjana

Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan

Fakultas Kehutanan dan Lingkungan

IPB University

Seminar Hasil Penelitian

PENDAHULUAN

METODOLOGI

HASIL & PEMBAHASAN

SIMPULAN

HASIL & PEMBAHASAN


Institut Pertanian Bogor

Bogor, Jawa Barat, 16680

Outline




PENDAHULUAN



Bogor, Jawa Barat, 16680PENDAHULUAN

• Mudah tumbuh, daur panen pendek, dan Sifat mekanis tinggi (+) (Fatrawana et al. 2019; Maulana et al. 2017;

Febrianto et al. 2017)

• Diameter kecil, keteguhan belah, dan mudah terserang organisme (-) Febrianto et al. 2017; Maulana, 2019)

Produksi Bambu Indonesia

20,4 juta batang tahun 2018 (BPS 2019)

Rekayasa lanjut yaitu

dengan olahan OSB.



Bogor, Jawa Barat, 16680PENDAHULUAN

• OSB merupakan salah satu produk komposit.

OSB bambu memiliki sifat fisis & mekanis

yang lebih baik dibandingkan kayu, pada

jenis dan kadar perekat yang sama (Febrianto

et al. 2012; Adrin et al. 2013)). Namun, perekat yang

digunakan MDI tergolong mahal.

Mensubstitusi perekat MDI ke PF pada OSB

bambu pernah dilakukan, hasilnya

memenuhi kriteria OSB Maulana et al. (2017)

Modifikasi steam dan bilas NaOH dapat

meningkatkan kualitas BOSB (Maulana et al. 2018;

Murda et al. 2018; Fatrawana et al. 2019)



Bogor, Jawa Barat, 16680Pendahuluan

• Kadar perekat yang tinggi akan menghasilkan sifat fisis dan mekanis yang baik Maulana et al. 2017; Febrianto et al. 2017; Maloney (1993);

Avramidis dan Smith (1989) . Mengevaluasi kinerja OSB hibrida bambu

andong dan betung dengan kadar perekat yang berbeda sangat menarik

diteliti.

• Shelling ratio 25/50/25 memiliki sifat fisis dan mekanis yang terbaik (Muhamad 2019), namun daya rekat internal belum memenuhi syarat.

• Umumnya OSB banyak dibuat dengan bahan baku tunggal dan perekat yang homogen, namun masih memiliki kelemahan.

• Rekayasa baru, dengan menggabungkan dua jenis bahan baku yang berbeda yaitu Hibrida OSB (Maulana 2019; Muhamad 2019;

Nurhazwani et al. 2006).

PENDAHULUAN



Bogor, Jawa Barat, 16680Pendahuluan

Perumusan Masalah

1. Apakah dengan perlakuan

kombinasi bahan baku bambu

dapat meningkatkan sifat fisis dan

mekanis OSB hibrida?

2. Ap a ka h d en ga n pe r la ku a n

peningkatan kadar perekat dapat

meningkatkan sifat fisis dan mekanis

OSB hibrida?

Tujuan

1. M e n g e v a l u a s i p e r l a k u a n

kombinasi bahan baku bambu

terhadap sifat fisis dan mekanis OSB

hibrida yang dihasilkan.

2. Mengevaluasi hasil perlakuan

peningkatan kadar perekat terhadap

sifat fisis dan mekanis OSB hibrida

yang dihasilkan.

PENDAHULUAN

METODOLOGI

PENELITIAN







Waktu Penelitian Tempat Penelitian

Maret 2020 –September 2020

❖ Laboratorium Biokomposit

❖ Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu

Kayu.

❖ Workshop pengerjaan kayu

❖ Laboratorium Rekayasa dan Desain

Bangunan Kayu, DHH, IPB

METODOLOGI




Bahan

Andong (Gigantochloa

pseudoarundinacea) umur

±4 tahun

Betung (Dendrocalamus

asper (Schult.f.)) umur ± 4

tahun

Perekat phenol

formaldehyde (PF) SC

(43%)

Parafin NaOH 1%

Peralatan

Autoclave, oven, desikator,

peralatan gelas, kaliper, kertas

saring, pipet tetes, microscop

macro capture, timbangan

digital, neraca digital, rotary

blender, spraygun, cetakan

berukuran 30cm x 30cm x 0,9

cm, alat kempa panas (hot

press), plat besi, caliper digital,

camera, waterbath, matriguard

239A, spektrofotometer, dan

Universal Testing Machine

(UTM) Chun Yen.

METODOLOGI



Bogor, Jawa Barat, 16680Metodologi Penelitian

Bahan bakuutuh

bambu

Pemotonganbahan baku

bambu secara manual

• Strand BambuAndong

• Strand bambu betung

Slenderness Ratio (SR)

& Aspect Ratio (AR)

(Maloney 1993)

Pengujian

geometri

strand

Persiapan bahan baku

METODOLOGI




Perlakuan Awal

Strand di steam dengantekanan 126 ℃, 0.14 MPa, 1 jam (bambu andong)

Bilas NaOH 1%

Strand andong

dilakukan

modifikasi kimia

METODOLOGI




OSB Hibrida bambu betung dan

andong

Tabel 1 Kombinasi Hibrida Bambu

Ukuran papan

30x30x0.9 cm3

Face Core Back

Kerapatan 0.7 g cm-3

25 2550

METODOLOGI

Kode OSB

A Andong : Andong : Andong

B Betung : Betung : Betung

ABA Andong : Betung : Andong

BAB Betung : Andong : Betung

Tekanan Kempa : 2.45 Mpa | 135oC

Perekat Phenol formaldehyde : 8 dan 10%




Proses Pembuatan OSB Hibrida

bambu

Strand betung dan

andong KA 5%

Perekat PF

(SC=49,96%) spray

gun, air compressor,

dan rotary bender

dan parafin 1%

Penyusunan strand dengan

cetakan 30x30x0.9 cm3

face:core:back (tabel 1)

pada berbagai kadar

perekat

Tekanan spesifik

25 kg cm-2 Suhu

135 °C, 9 menit

Pengkodisian

± 14 hari

METODOLOGI




Pembuatan Contoh Uji

30 cmKeterangan:

A,B : Sampel uji dan cadangan untuk MOE

dan MOR sejajar serat (20x5x0.9) cm3

C,D : Sampel uji dan cadangan untuk MOE

dan MOR tegak lurus (20x5x0.9) cm3

E : Sampel uji kadar air dan kerapatan

(10x10x0.9) cm3

F,G : Sampel uji Daya Serap Air (DSA),

Pengembangan Tebal (PT), PT Siklik

(5x5x0.9)cm3

H : Sampel uji Internal bond (5x5x0.9)cm3

METODOLOGI




Daya Serap Air (DSA)

Pengembangan Tebal (PT) dan PT Siklik

DSA (%) =𝑚2−𝑚1𝑚1 𝑥100%

PT (%) = 𝑡2−𝑡1𝑡1 𝑥100

Kerapatan (ρ)

Kadar Air (KA)

KA(%) = 𝑚1−𝑚2𝑚2 𝑥100

Kerapatan (g cm-3) = m1𝑉

Pengujian Sifat Fisis

METODOLOGI




𝐌𝐎𝐑 𝐤𝐠 𝐜𝐦 −𝟐 = 𝟑𝐏𝑳𝟑𝟐𝐛𝒉𝟐𝐌𝐎𝐄𝐬 𝐤𝐠 𝐜𝒎 −𝟐 = ∆𝐏𝑳𝟑𝟒∆𝐘𝐛𝒉𝟑 MOEs : modulus of elasticity (kg cm-2)

MOR : modulus of rupture (kg cm-2)

P : beban Maksimum (kg)∆P : beban dibawah batas proporsi

(kg)

L : jarak sangga (cm)∆Y : defleksi pada beban P (cm)

b : lebar contoh uji (cm)

h : tebal contoh uji (cm)

𝑰𝑩 = 𝑷𝒃𝑳 IB : internal bond (kg cm-2)

P : beban maksimum (kg)

L : panjang contoh uji (cm)

b : lebar contoh uji (cm)

Internal Bond

MOE dan MOR

Pengujian Sifat Mekanis Destruktif

METODOLOGI




Prosedur analisis data

Yij = μ + Ai + εij

Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak lengkap (RAL).

Percobaan rancangan dilakukan 2 kali pada masing-masing perekat 8% dan 10% untuk faktor

kombinasi bambu betung tunggal (B), andong tunggal (A), betung:andong:betung (BAB),

andong:betung:andong (ABA). Masing-masing perlakuan dilakukan 3 ulanganSemua nilai dari

parameter sifat fisis dan mekanis yang diukur dibandingkan dengan standar komersial OSB CSA

0437.0 (Grade 0 - 1).

Model matematik adalah sebagai berikut:

Keterangan

Yij : Nilai pengamatan faktor kombinasi hibrida bambu pada taraf ke-i, dan

ulangan ke j;

µ : Rataan umum pengamatan;

α : Pengaruh kombinasi hibrida pada taraf ke-i;

εij : Galat percobaan faktor kombinasi hibrida bambu taraf ke-i dengan serta

ulangan ke-j;

i : Kombinasi hibrida bambu (B:B:B, A:A:A, B:A:B, A:B:A)

j : Ulangan 1, 2, 3.

METODOLOGI

Pengujian lainnya dilakukan menggunakan Independent T-test dengan tujuan untuk

mengetahui perbedaan pengaruh kadar perekat dan kombinasi hibrida pada sifat

fisis dan mekanis bambu hibrida.




HASIL DAN

PEMBAHASAN



Bogor, Jawa Barat, 16680HASIL & PEMBAHASAN

Jenis Strand Parameter Minimum Maksimum Rata-Rata* SD

Bambu

Betung

Panjang (cm) 6,71 7,52 7,27 0,12

Lebar (cm) 1,88 3,05 2,45 0,22

Tebal (cm) 0,04 0,10 0,06 0,01

AR 2,39 3,85 3,00 0,27

SR 72,15 184,88 122,27 23,39

Bambu

Andong

Panjang (cm) 6,89 7,85 7,24 0,11

Lebar (cm) 2,16 2,93 2,39 0,16

Tebal (cm) 0,05 0,10 0,07 0,01

AR 2,50 3,31 3,04 0,20

SR 72,55 147,30 110,78 16,83

Tabel 2 Nilai SR dan AR strand Bambu betung dan bambu andong.

Geometri Strand

Keterangan : *) Rata-rata dari 100 ulangan; SD = Standar Deviasi.




Kerapatan (ρ)

Gambar 3 Sebaran nilai kerapatan OSB hibrida kayu sengon dan bambu andong pada

berbagai kadar perekat

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

Betung Andong BAB ABA

Ker

ap

ata

n (

g c

m-3

)

Jenis Perlakuan

Perekat 8% Perekat 10%




Kadar Air (KA)

Gambar 4 Sebaran nilai kadar air OSB hibrida kayu sengon dan bambu andong pada berbagai

kadar perekat

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00


Kad

ar

air

(%

)

Jenis Perlakuan





Daya Serap Air (DSA)

(a) (b)

Gambar 6 Nilai DSA 2 jam (a) dan DSA 24 jam (b) hibrida OSB bambu pada berbagai

kadar perekat; huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (α<0.05)

0

5

10

15

20

25

30


Da

ya

se

rap

air

2 j

am

(%

)

Jenis Perlakuan


0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

Betung Andong BAB ABADa

ya

se

rap

air

24

ja

m (

%)

Jenis Perlakuan





Pengembangan Tebal (PT)

Gambar 5 Nilai PT 2 jam (a) dan PT 24 jam (b) hibrida OSB bambu pada berbagai

kadar perekat; huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (α<0.05)

(a) (b)

0

2

4

6

8

10

Betung Andong BAB ABAPe

ng

em

ba

ng

an

te

ba

l 2

ja

m

(%)

Jenis Perlakuan


0

5

10

15

20


Pe

ng

em

ba

ng

an

te

ba

l 2

4 j

am

(%)

Jenis Perlakuan





Modulus Lentur (MOE)

Gambar 9 Nilai MOE OSB hibrida bambu betung dan andong pada berbagai kadar

perekat: (a) sejajar serat, (b) tegak lurus serat; huruf yang berbeda

menunjukkan tidak berbeda nyata (α<0,05),

(a) (b)

abc

bca

aa

c

aa aa

0

1000

2000

3000

4000


MO

Es ⊥

sera

t(M

Pa

)

Jenis Perlakuan


a

b

a a

aa aa aabb

0

1500

3000

4500

6000

7500

9000


MO

Es

//

se

rat

(MP

a)

Jenis Perlakuan





Modulus Patah (MOR)

Gambar 9 Nilai MOR OSB hibrida bambu betung dan andong pada berbagai kadar perekat:

(a) sejajar serat, (b) tegak lurus serat; huruf yang berbeda menunjukkan tidak

berbeda nyata (α<0,05),

(a) (b)

ab

a a

cc cc

bb

aa

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00


MO

R/

/ s

era

t(M

Pa

)

Jenis perlakuan


b

c

aab

aa

aa

aa aa

0

5

10

15

20

25

30

35


MO

R⊥

se

rat

(MP

a)

Jenis perlakuan





Keteguhan Rekat (IB)

Gambar 10 Nilai IB OSB hibrida bambu betung dan andong pada berbagai kadar perekat

b

a

b b

abb

aa

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50


Inte

rna

l B

on

d (

IB)

(MP

a)

Jenis perlakuan


SIMPULAN






Bogor, Jawa Barat, 16680SIMPULAN

• Geometri strand pada bambu betung dan bambu andong yang digunakan

dalam pembuatan OSB hibrida berkategori baik.

• Sifat fisis seperti kerapatan (ρ), kadar air (KA), daya serap air (DSA),

pengembangan tebal (PT) pada OSB hibrida bambu seluruhnya telah

memenuhi standar JIS A 5908:2003 dengan adanya kombinasi bahan baku

dan meningkatnya kadar perekat.

• Peningkatan kadar perekat juga meningkatkan sifat mekanis kombinasi OSB

hibrida bambu seperti nilai modulus patah (Modulus of Rufture/MOR),

modulus lentur (Modulus of Elasticity/ MOE), nilai keteguhan rekat internal

(Internal Bond/ IB). Nilai IB hanya betung:betung:betung (BBB) dan

andong:andong:andong (AAA) dengan perekat 10% yang telah memenuhi

kriteria, kemudian yang lain belum memenuhi kriteria. Hal ini diduga karena

perbedaan kerapatan kedua bahan baku yang berbeda, sehingga kekuatan

ikatan antar strand kayu sengon dan bambu andong tidak baik.



Bogor, Jawa Barat, 16680Daftar Pustaka

Adrin, Febrianto F, Sadiyo S. 2013. Properties of oriented strand board prepared from steam treated bamboo strands under

various adhesive combinations. JITKT 11(2):109-119.

[BPS] Badan Pusat Statistik. 2019. Statistik Produksi Kehutanan 2018. Jakarta (ID): Badan Pusat Statistik. Indonesia.

Fatrawana A, Maulana S, Nawawi DS, Sari RK, Hidayat W, Park S, Febrianto F, Lee SH, Kim NH. 2019. Changes in chemical

components of steam-treated betung bamboo strands and their efects on the physical and mechanical properties of bamboo-

oriented strand boards. Euro J of Wood and Wood Prod. 25(3): 212-221.

Febrianto F, Jang JH, Lee SH, Santosa IA, Hidayat W, Kwon JH, Kim NH. 2015. Effect of bamboo species and resin content on

properties of oriented strand board prepared from steam treated bamboo strands. Bio Resources 10(2): 2642-2655.

Febrianto F, Purnamasari I, Arinana, Gumilang A, Kim NH, 2013. Steaming effect on natural durability of bamboo oriented strand

board against termites and power post beetle. JITKT 11(2): 161-169.

Febrianto F, Sahroni, Hidayat W, Bakar ES, Kwon GJ, Kwon JH, Kim NH. 2012. Properties of oriented strand board made from

betung bamboo (Dendrocalamus asper (Schultes.f) Backer ex Heyne). Wood Sci Technol 46: 53-62.

Febrianto F, Sumardi I, Hidayat W, Maulana S. 2017. Papan Untai Bambu Berarah Material Unggul Untuk Komponen Bangunan

Struktur. Bogor (ID): IPB Press.

[JSA] Japanese Standard Association. 1963. JIS A 1405. Methods of Test for Sound Absorption of Acoustical Material by the Tube

Method. Japanese Standard Association.

Karlinasari L, Hermawan D, Maddu A, Martiandi B, Hadi YS. 2012. Development of particleboard from tropical fast growing

species for acoustic panel. J of Trop Forest Sci 24(1): 64–69

[KLHK] Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan. 2016. Statistik KLHK 2016. Jakarta (ID). Kementerian Lingkungan

Hidup dan Kehutanan. Indonesia

Maulana S, Busyra I, Fatrawana A, Hidayat W, Sari RK, Sumardi I, Wistara INJ, Lee SH, Kim NH, Febrianto F. 2017. Effects of

steam treatment on physical and mechanical properties of bamboo oriented strand board. J Korean Wood Sci Technol.

46(6): 872-882.

Maulana S. 2019. Peningkatan kualitas pada untai bambu berarah melalui modifikasi kimia [Disertasi]. Bogor (ID): Sekolah

Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab Jilid 1. Bogor (ID): IPB Press.

Muhamad S. 2019. Sifat fisis dan mekanis hibrida oriented strand board kayu mangium dan bambu betung akibat modifikasi strand

[Tesis]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Ningsih RV. 2016. Evaluasi kekutan oriented strand board (OSB) bambu andong (Gigantochloa verticillata Wild. Munro) pada

berbagai shelling ratio melalui pengujian nondestruktif dan destruktif [Tesis]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana Institut

Pertanian Bogor.

TERIMAKASIH

sifat fisis dan mekanis oriented strand board ......jenis dan kadar perekat yang sama (febrianto et...

Documents