Pembuatan papan semen

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kebutuhan kayu Indonesia diperkirakan akan terjadi peningkatan setiap tahunnya. Padahal kemampuan alam untuk menyediakan kayu tersebut sangatlah terbatas. Sejalan dengan program perlindungan hutan harga material bangunan yang berhubungan dengan kayu relatif meningkat harga jualnya karena keterbatasan barang. Khususnya untuk material triplek sesuai dengan perkembangan kian hari kian meningkat harga jualnya dan juga kualitas semakin tidak baik. Sehinga muncul upaya bagaimana mengatasi masalah yang ada, yaitu inovasi untuk menambah jenis papan partikel untuk memenuhi kebutuhan masyarakat terhadap kayu. Salah satu upaya yang dilakukan adalah pembuatan papan semen. Meskipun bahan baku yang digunakan masih berupa kayu hasil hutan tapi dapat mengurangi pemakain kayu solid.

Semen merupakan bagian dominan dari keseluruhan bahan yang digunakan dalam pembuatan papan semen partikel. Dilain pihak, harga semen lebih mahal dibandingkan dengan harga bahan baku lainnya yang diperlukan untuk produksi papan semen partikel. Sehingga biaya produksi papan semen partikel sebagian besar dipengaruhi oleh harga dari semen itu sendiri. Agar biaya produksi papan semen partikel tidak terlalu tergantung pada harga semen, perlu diupayakan pengurangan penggunaan semen tanpa menurunkan kualitas papan semen partikel yang dibuat. Salah satu altematif yang dapat dilakukan adalah dengan mensubstitusi sebagian semen dengan campuran tanah Liat-kapur      (Dewi, 2003)

Papan semen adalah salah satu produk komposit kayu yang terbuat dari campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan semen sebagai baban perekatnya (Dewi, 2003).

Menurut Cláudio dkk (2007) panel semen-kayu (WCB) sudah digunakan secara menyeluruh di Eropa, Amerika Serikat, Rusia dan Asia, terutama untuk atap, lantai dan dinding. Komposit semen-kayu memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan panel yang diproduksi dengan resin antara lain: daya tahan tinggi, stabilitas dimensi yang baik, akustik dan isolasi termal dan biaya produksi rendah.

Komposit yang mengunakan semen memiliki beberapa kelemahan yaitu mudah patah/rapuh dan memiliki kekutan tarik yang lemah. Untuk mengatasi kelemahan tersebut yaitu dengan menambahkan serat sebagai filler dalam campuran semen. Dengan penambahan serat alam pada komposit semen dapat meningkatkan kekuatan tarik, keuletan dan ketangguhan. Karakteristik mekanik maupun fisik material komposit semen dengan penguat serat alam tergantung pada beberapa faktor antara lain: sifat matrik, perbandingan komposisi matrik, material pengisinya, ukuran serat, jenis serat dan penyebaran serat          (Balaguru, 1992).

Suhu hidratasi adalah suhu maksimum yang dihasilkan pada semen dan air bereaksi. Sebagai konsekuensi dari proses hidratasi ialah pengerasan dan terbentuknya fase baru, yaitu hidrat. Perubahan dasar dari sifat fisika dan kimia ini merupakan dasar penggunaan akhir dari sifat-sifat semen yaitu kekuatan awal, perkembangan kekuatan, perubahan volume, perkembangan panas, dan ketahanan kimia. (Primananda, 2007). Pengerasan semen dapat terhambat oleh adanya zat ekstraktif yang ditunjukkan dengan terhambatnya pencapaian suhu maksimum dari suhu reaksinya (Taylor dalam Joesoef dan Kasmudjo, 1979). Tingkat penghambatan pengerasan semen yang disebabkan oleh bahan berlignoselulose, merupakan perbedaan waktu atau suhu hidratasi, campuran semen dengan bahan berlignoselulose dibandingkan dengan waktu atau suhu hidratasi semen (Tjkrodimuljo, 1996).

Tujuan

1. Mendeterminasi waktu dan suhu hidrasi
2. Membuat grafik suhu Hidrasi berdasarkan periode waktu 24 jam
3. Menganalisis kesesuaian kayu sebagai bahan baku papan semen
4. Menganalisis pengaruh perlakuan pendahuluan terhadap suhu hidrasi

TINJAUAN PUSTAKA

            Limbah kayu dan nonkayu pada industri pengolahan kayu dan nonkayu diperkirakan mencapai 60 juta m3/tahun. Limbah berbentuk serutan rotan dari industri lampit rotan di Kalimantan Selatan diperkirakan sebesar 347,256 ton pertahun. Limbah tersebut cukup besar sehingga perlu diolah menjadi produk baru yang bermanfaat. Penelitian ini bertujuan menganalisis kemampuan limbah industri hasil hutan untuk dibuat papan semen dengan beberapa alternatif perekat, yaitu semen pozolan kapur, semen pozolan gips dan semen pozolan kapur gips. Menentukan komposisi campuran antara berat serutan dan komposisi kadar perekat optimal yang mempunyai sifat fisik dan mekanik menurut SNI 03-2104-1991. Menentukan perhitungan nilai ekonomis dari pemanfaatan limbah tersebut untuk membuat produk panel kayu baru (Adi, 2007). 

Dengan inovasi teknologi serat kayu dapat dikembangkan sebagai bahan baku pembuat papan semen gypsum yang banyak digunakan sebagai material bahan bangunan. Papan semen gypsum dihasilkan dengan mensubtitusi penggunaan semen dengan gypsum dan proses pengerasannya dengan menggunakan teknologi autoclave. Dengan pengerasan autoclave, papan semen gypsum dapat mencapai kekerasan dan kekuatan optimum dalam waktu maksimum 24 jam dari yang biasanya membutuhkan waktu selama satu bulan. Hasilnya adalah papan yang lebih ringan namun lebih kuat dan tahan rayap (Hermawan, 2010).

            Papan semen adalah papan tiruan yang menggunakan semen sebagai perekatnya sedangkan bahan bakunya dapat berupa partikel kayu atau partikel bahan berlignoselulosa lainnya. Seperti halnya dengan papan partikel maka bentuk partikel untuk papan semen antara lain dapat berupa selumbar (flake), serutan (shaving), untai (strand), suban (splinter) atau wol kayu (excelsior). Papan semen mempunyai sifat yang lebih baik dibanding papan partikel yaitu lebih tahan terhadap jamur, tahan air dan tahan api. Papan semen juga lebih tahan terhadap serangan rayap tanah dibanding bahan baku kayunya. Dengan demikian papan semen merupakan salah satu bahan bangunan yang tahan lama dalam penggunaannya sehingga biaya pemeliharaan rumah yang terbuat dari papan semen akan lebih murah. Di samping itu, industri papan semen dapat memanfaatkan kayu dengan ukuran yang kecil seperti limbah industri kayu, limbah eksploitasi, kayu hasil penjarangan dan kayu diameter kecil walau dari hutan tanaman sehingga pemanfaatan kayu dapat ditingkatkan. Industri papan semen sudah lama dikenal di Indonesia, tetapi perkembangannya lambat.

            Papan semen di samping memiliki kelebihan juga memiliki kelemahan dibanding papan tiruan lainnya antara lain adalah berat dan penggunaannya lebih terbatas. Diperlukan waktu yang lama untuk papan semen untuk benar-benar mengeras sebelum mencapai kekuatan yang cukup. Kelemahan lainnya adalah tidak semua jenis kayu atau bahan berlignoselulosa dapat digunakan sebagai bahan baku papan semen karena adanya zat ekstraktif seperti gula, tanin dan minyak yang dapat mengganggu pengerasan semen dengan bahan baku tersebut. Berdasarkan kesesuaian jenis kayu sebagai bahan papan semen dikenal tiga macam mutu yaitu baik, sedang dan jelek. Pengujiannya dilakukan berdasarkan uji hidratasi, yaitu mengukur suhu maksimum yang terjadi pada saat reaksi antara semen, kayu dan air. Bila suhu maksimum lebih dari 41°C termasuk baik, 36°C–41°C termasuk sedang dan kurang dari 36°C termasuk jelek. Berdasarkan pengalaman dalam pembuatan papan semen wol kayu ternyata tidak selalu penggolongan tersebut sesuai dengan sifat papan semen wol kayu yang dihasilkannya. Sifat papan semen wol kayu yang diuji menurut Standar Jerman adalah kerapatan, keteguhan lentur dan pengurangan tebal akibat tekanan 3 kg/cm2. Mengingat hal ini perlu ada cara lain untuk menetapkan mutu kayu untuk bahan papan semen. Dalam tulisan ini dikemukakan hasil penelitian terhadap 73 jenis kayu meliputi suhu hidratasi, pembuatan papan semen wol kayu dan pengujian sifatnya (Prosiding PPIS, 2008).

METODE PRAKTIKUM

Waktu dan Tempat

            Praktikum yang berjudul Pengukuran Suhu Hidrasi Dalam Pembuatan Papan Semen ini dilaksanakan pada Rabu, 16 Februari 2011 pukul 14.00 sampai dengan selesai. Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Alat dan Bahan

            Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah oven, timbangan, termos, tabung reaksi, thermometer, stopwatch/jam, ember, gelas air mineral, pengaduk, kamera, dan alat tulis. Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah serbuk kayu Durian (Durio zibethinus), semen Portland merek Tiga Roda, minyak goreng, dan air.

Prosedur Kerja

Semen

1.      Disiapkan bahan serbuk kayu yang sama secara berkelompok.

2.      Disiapkan + 200 gr serbuk kayu (dari jenis kayu yang sama) untuk 2 kelompok, sehingga masing-masing kelompok mendapatkan + 100 gr serbuk kayu.

3.      Untuk kelompok ganjil (1,3,5) serbuk kayu tanpa perlakuan pendahuluan dan kelompok genap (2,4,6) serbuk kayu dengan perlakuan pendahuluan yaitu direndam serbuk kayu dalam air selama 24 jam.

4.      Dikeringkan serbuk kayu dalam oven pada suhu 80ºC selama 24 jam.

5.      Ditentukan kadar air (KA) serbuk kayu:

a.       Ditimbang serbuk kayu sebanyak +5 gr (BA).

b.      Dikeringkan dalam oven pada suhu 103+2ºC selama 24 jam.

c.       Ditimbang serbuk kayu tersebut. Penimbangan dan pengeringan dilakukan sampai beratnya konstan (BKO).

d.    

6.      Diukur suhu hidrasi dengan cara:

a.       Ditimbang bahan baku serbuk kayu 20 gr, semen 200 gr, dan air 100 gr.

b.      Dimasukkan semen, air, dan serbuk kayu tersebut kedalam gelas dan diaduk hingga rata.

c.       Dimasukkan tabung reaksi yang sudah diisi minyak goreng kedalam adukan tersebut.

d.      Dimasukkan kedalam termos, gelas yang berisi adonan dan tabung reaksi.

e.       Dimasukkan thermometer melalui tutup termos hingga ujung thermometer tercelup kedalam minyak goreng.

f.       Ditutup termos sampai benar-benar rapat.

g.      Dicatat jam dan suhu hidrasi. Pencatatan jam dan suhu hidrasi dilakukan setiap satu jam selama 24 jam.

h.      Didokumentasikan gambar setiap tahapan kegiatan untuk dilampirkan pada laporan.

i.        Laporan dibuat satu buah untuk setiap kelompok sesuai dengan format laporan.

j.        Data laporan merupakan data praktikum setiap pasangan kelompok.

k.      Laporan dikumpulkan 2 minggu sebagai syarat mengikuti ujian praktikum suhu hidrasi.

DAFTAR PUSTAKA

Balaguru PN, Shah SP,1992, Fiber-Reinfoced Cement Composites, New York, McGraw-Hill Inc.

Dewi, D. K. 2003. Inovasi Dalam Pembuatan Papan Semen Partikel. IPB Press. Bogor.

Hermawan, D. 2010. Papan Semen gypsum. http://www.bic.web.id.  [20 Februari 2011] [19.00 WIB]

Prosiding PPIS, 2008. Standarisasi mutu kayui untuk bahan papan semen. http://www.lib.bsn.go.id. [20 Februari 2011] [19.00 WIB]

Adi. 2007.  Pemanfaatan limbah industri pengolahan hutan menjadi papan semen dengan menggunakan beberapa perekat alternative. http://www.digilib.its.ac.id. [20 Februari 2011] [19.00 WIB]

Tjkrodimuljo. 1996. Teknologi Beton. UGM Press. Yogyakarta.

Produk Papan Semen