Sifat Papan Semen

SIFAT PAPAN SEMEN EMPULUR

BATANG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis)

I. PENDAHULUAN

Pembuatan papan semen pada penelitian ini, merupakan salah satu upaya untuk menyediakan bahan bangunan selain kayu, dengan menggunakan limbah kelapa sawit berupa empulur batang sebagai bahan bakunya dan semen sebagai perekatnya. Mengingat di dalam bahan baku yang digunakan mengandung zat esktraktif yang dapat menghambat daya rekat dan pengerasan perekat, maka pada penelitian ini dilakukan perlakuan awal berupa perendaman bahan baku untuk melarutkan sebagian zat ekstraktif.

Pada penelitian ini dilakukan perendamana bahan baku dengan menggunakan air dingin (suhu = 22 0C) dengan lama perendaman 1,2 dan 3 hari, serta air panas (suhu = 100 0C) dengan lama perendaman 1,2 dan 3 jam. Untuk memperbaiki perekatan, digunakan semen yang dicampur dengan gipsum dengan perbandingan persentase bobot antara semen dan gipsum sebagai berikut : 90 : 10%, 80 : 20%, 70 : 30%, dan 60 : 40%. Bahan baku berupa empelur batang kelapa sawit yang tertahan pada saringan 40 mesh, dicampur dengan perekat campuran semen gipsum dan air, dibuat menjadi papan semen dengan ukuran panjang x lebar x tebal yaitu : 10 x 10 x 2 cm. pengujian yang dilakukan pada penelitian ini ialah uji hidratasi bagi bahan baku. Bagi papan semen yang diperoleh dilakukan uji kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, absorpsi dan uji keteguhan geser tekan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan perendaman dengan air dingin menghasilkan kualitas papan semen yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan dengan air panas dan lama perendaman 2 hari dengan air dingin memberikan hasil pengujian papan semen yang paling baik. Komposisi perekat dengan persentase bobot 60% semen dan 40% gipsum, merupakan komposisi perekat yang memberikan hasil pengujian papan semen yang paling baik diantara komposisi lain yang diujikan.Kayu merupakan salah satu kebutuhan manusia yang digunakan sebagai bahan bangunan. Kebutuhan kayu Indonesia menurut Anonim (2008) kebutuhan kayu sekitar 30 juta meter kubik pertahun. Kebutuhan kayu ini pada tahun 2009 diperkirakan akan meningkat menjadi 45 juta meter kubik pertahun, padahal kemampuan alam untuk menyediakan kayu tersebut sangatlah terbatas. Disamping itu, adanya isu lingkungan tentang efek rumah kaca akibat penebangan kayu secara berlebihan menyebabkan pasokan kayu untuk bahan bangunan menjadi berkurang.Mengingat terbatasnya pasokan kayu dari hasil hutan, maka perlu dilakukan upaya lain dengan menggunaan bahan baku selain dari hasil hutan, misalnya dari sektor perkebunan dan pertanian. Salah satu usaha ini ialah pembuatan papan semen dengan menggunakan bahan baku yang cukup potensial, yaitu empulur batang kelapa sawit.Perkembangan tanaman kelapa sawit di Indonesia meningkat dengan pesat. Luas perkebunan kelapa sawit di Indonesia hingga tahun 2008 mencapai 6.500.000 ha, (Anonim, 2008). pengembangan penanaman kelapa sawit ini akan terus meningkat dengan laju pertambahan antara 150.000 – 200.000 ha per tahunnya (Buanantara, 2008). Seiring dengan perkembangan penanamannya maka limbah kelapa sawit akan meningkat pula. Pada saat ini selain buahnya yang sudah dimanfaatkan, juga tandan tanpa buah digunakan sebagai mulsa di kebun atau dibakar untuk diambil abunya yang akan digunakan sebagai produk.Tandan tanpa buah, sabut kelapa dan empulur batang merupakan limbah padat yang mengandung lignoselulose yang dapat dimanfaatkan menjadi bahan baku papan semen.Mengingat didalam bahan baku yang akan digunakan pada penelitian ini mengandung zat ekstraktif yang dapat menghambat daya rekat dan pengerasan perekat, maka perlu dilakukan perendaman terhadap bahan baku tersebut diatas untuk mengurangi kandungan zat ekstraktifnya (Subiyanto dan Firmanti, 1998). Perlakuan awal yang pernah dilakukan pada penelitian terdahuu ialah merendam bahan baku dalam air dingin, air panas dan larutan NaOH 1% (Hindriani, 1999). Pada penelitian ini dilakukan perlakuan perendaman bahan baku dengan dua jenis larutan, yaitu air dingin dan air panas. Pada penelitian terdahulu, semen digunakan sebagai perekat pada pembuatan papan semen karena mempunyai sifat ketahanan yang baik terhadap serangan jamur, serangga dan api (Masri, 1998). Keunggulan lain perekat semen jika dibandingkan dengan perekat urea formaldehide ialah tidak menimbulkan gas formaldehide (Memed, et. al.1992). Pada penelitian pembuatan papan semen yang telah dilakukan sebelumnya (Hindriani, 1999), diperoleh hasil yang kurang memuaskan pada penampilannya disamping itu, sifat fisik mekanik masih dibawah standar. Hal ini diduga ikatan bahan dengan semen kurang kompak. Untuk memperbaiki hal tersebut diatas telah dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan perekat campuran semen dan gipsum dengan perbandingan 1 : 1. Hasil yang diperoleh dari penelitian tersebut secara visual menunjukkan peningkatan, namun sifat fisik dan mekaniknya belum diketahui, untuk itu perlu diteliti lebih lanjut. Dalam penelitian tersebut tampaknya ada beberapa kelemahan antara lain, tidak diketahui berapa campuran optimum maupun kadar maksimum dari gipsum terhadap semen. Berdasarkan hal tersebut diatas maka dilakukan penelitian ini dengan memanfaatkan empulur batang kelapa sawit sebagai bahan baku papan semen dan campuran semen gipsum sebagai perekatnya.
II. BAHAN DAN METODE

A. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : empulur batang kelapa sawit, air, semen portland jenis III, gipsum dan minyak barko.

B. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : termosfles, termometer, tabung reaksi, tempat perendaman, alat penggiling, alat pengayak, desikator, cawan penyaring, alat ekstraksi dan neraca.

C. Metode
1. Persiapan awal
Empulur batang kelapa sawit yang telah kering digiling, diayak dan diambil serbuknya yang tertahan pada saringan yang berukuran 40 mesh. Serbuk empulur kelapa sawit sebagian direndam dalam air dingin selama : 1, 2 dan 3 hari, dan bagian serbuk yang lain direndam dalam air panas selama 1, 2 dan 3 jam. Setelah direndam dalam air dingin dan panas, serbuk dijemur sampai kering.

2. Sifat-sifat yang diuji adalah :
Suhu hidratasi kerapatan, kadar air, pengambangan tebal, absorpi dan keteguhan geser tekan.

3. Rancangan percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan faktorial dalam acak lengkap. Percobaan ini dilakukan dengan tiga ulangan. Faktor A adalah jenis bahan perendam dengan 2 level (A1, A2), faktor B ialah lama perendaman dengan 4 level (B1, B2, B3, B4), sedangkan faktor C ialah komposisi bahan perekat dengan 5 level (C1, C2, C3, C4, C5).Bila pengaruh perlakuan terhadap respon yang diamati berpengaruh maka dilakukan uji beda Duncan (Steel dan Torrie, 1991).

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Suhu Hidratasi
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 (Pinion, 1968 dalam Sutigno, et. al, 1977).Menurut Kamil (1970) untuk Indonesia ada 3 katagori yang menggambarkan baik tidaknya pengikatan antara bahan berlignoselulose dengan perekat semen, yaitu bila suhu maksimum diatas 41 ?C maka bahan tersebut dikatakan baik, antara 36 – 41 ?C adalah sedang dan dibawah 36 ?C tidak baik, karena zat ekstraktif pada bahan baku papan semen akan menghambat pencapaian suhu hidratasi maksimum yang lebih tinggi.
dapat diketahui bahwa suhu hidratasi dari empulur batang kelapa sawit tanpa perlakuan perendaman (kontrol) diperoleh hasil berkisar 30 – 34 ?C, mengacu kepada tiga katagori suhu maksimum diatas, maka kisaran suhu maksimum tersebut dikatagorikan tidak baik. Suhu hidratasi dari campuran empulur batang yang mengalami perendaman dengan air dingin berkisar 28 – 39 ?C dan air panas yaitu 29 – 39 ?C. Jika dibandingkan dengan perolehan suhu hidratasi maksimum kontrol maka, perakuan perendaman baik dengan air dingin maupun air panas, akan meningkatkan suhu hidratasi campuran perekat dan empulur batang kelapa sawit dengan ketegori sebagai berikut untuk beberapa komposisi kurang baik yaitu di bawah 36 ?C dan beberapa komposisi lainnya adalah sedang yaitu antara 36 – 41 ?C.Hasil ini sejalan dengan penelitian terdahulu yang dilakukan Hindriani (1999), yang menyetakan bahwa terjadi peningkatan suhu hidratasi dari campuran sabut kelapa sawit yang telah direndam masing-masing dalam air panas dan air dingin dengan perekat semen dan air.Dari nilai suhu hidratasi maksimum pada , masing-masing dimasukkan ke dalam rumus “Pinion” hasilnya disajikan .

diperoleh hasil bahwa faktor penghambat waktu hidratasi pengerasan semen dengan empulur batang yang mengalami perlakuan perendaman masing-masing dengan air dingin dan panas berkisar antara 0 – 75. Sedangkan faktor penghambat suhu hidratasi pengerasan semen berbagai komposisi dengan empulur batang yang telah mengalami perendaman masing-masing dalam air dingin dan panas ialah berkisar 22 – 44. menurut Pinion, (1968) dalam Sutigno, et. al, (1977) faktor penghambat waktu hidratasi dan suhu hidratasi pengerasan semen yang kurang dari 100 termasuk katagori baik, atas dasar ini maka pengerasan perekat semen berbagai komposisi dengan bahan empulur batang yang telah mengalami perlakuan perendaman masing-masing dalam air dingin dan panas, dikatagorikan pengerasan yang baik.
2. Kerapatan
Kerapatan papan semen merupakan suatu ukuran yang menyatakan bobot papan semen per satuan luas. Kerapatan erat hubungannya dengan kekuatan, makin tinggi kerapatan makin tinggi pula kekuatan papan (Anonim, 1976). Semakin tinggi kerapatan lembaran papan akan menyebabkan semakin luas pula kontak antar partikel dengan perekatnya, sehingga akan dihasilkan kekuatan papan yang lebih tinggi pula (Kollman, et. al, 1975).Untuk mengetahui pengaruh perlakuan awal bahan baku berupa perendaman terhadap sifat fisik dan mekanik papan semen yang dihasilkan dihitung sidik ragamnya.
diperoleh fakta bahwa penambahan gipsum pada perekat berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan semen, hal ini ditunjukkan pada faktor C (komposisi perekat) dimana perekat semen tanpa penambahan gipsum berbeda nyata bila dibandingkan dengan penambahan gipsum 10 sampai dengan 40%.

3. Kadar air
Papan semen mengandung air hidrat, air gel, air kapiler dan air permukaan. Air hidrat merupakan air yang terikat pada senyawa hidrat, air gel ialah air yang mengisi pori-pori semen, air kapiler merupakan air yang mengisi pori-pori kapiler yang tersebar di seluruh pasta dan air permukaan adalah air yang terdapat dipermukaan pasta semen. (Anonim, 2006).Dari hasil pengujian kadar air papan semen diperoleh hasil berkisar antara 2,9 – 10,27%, sedangkan standar kadar air papan semen menurut Standar Nasional Indonesia ialah maksimum 10%, dari hasil uji kadar air pada semuanya memenuhi standar Indonesia.
4. Pengembangan tebal
Pengukuran pengembangan tebal papan semen pada waktu 2 jam dan 24 jam setelah mengalami perendaman dengan air. Air yang mengisi pori-pori semen dan pori-pori kapiler yang tersebar di seluruh pasta akan berpengaruh terhadap nilai pengembangan tebal (Anonim, 2006). Pengembangan tebal berhubungan erat dengan ikatan semen dengan bahan baku, semakin baik ikatannya, semakin kecil pengembangan tebalnya (Sulastiningsih, 1998).Hasil pengukuran pengembangan tebal berkisar antara 0 – 11,44%. Dari data yang diperoleh untuk semua perlakuan, stabilitas dimensi akan meningkat dengan bertambahnya kandungan gipsum pada perekat dan nilai