Feedback

Pengujian Panel Akustik Papan Partikel Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria)

Informasi dokumen
Testing the Acoustic Panel Made from Sengon Wood (Paraserianthes falcataria) Particle Board By 1) 2) Elang Sandhi Kusuma, Dr. Lina Karlinasari, S.Hut., M.ScF DHH INTRODUCTION : Human activities cause the increasing of environmental noise. To reduce noise, acoustic panel can be used as panel absorber and insulation sound board. Sengon wood is fast growing species which is easy to find in community forest. The research objective was to know the acoustical properties of sound absorption and sound transmission loss and also the physical and mechanical properties of particle board. MATERIALS AND METHODS : There were three particle sizes variation (fine, medium and wool) and two particle board density (0.8 g/cm3 and 0.5 g/cm3) used in this study. The adhesive used was diphenylmethane dissocyanate (MDI) and the thickness of board was 1 cm. Particle board testing refered to the standard JIS A 5908 (2003). RESULTS : The acoustical properties test showed that the average value of coefficient of sound absorption at low (100 – 400) Hz, medium (400 – 1000) Hz and high (1000 – 4000) Hz frequency were 0,3, 0,19 and 0,38. Meanwhile the average value of sound transmission loss (STL) at low, medium and high frequency were 14,2 dB, 19,3 dB dan 24 dB. The physical and mechanical properties test showed that the water content, modulus of rupture, internal bond and screw holding power value meet with the standard JIS A 5908 type 8 (2003). CONCLUSION : At high frequency, the value of coefficient of sound absorption with density 0.5 g/cm3 was higher than 0.8 g/cm3. At medium frequency, all acoustic panels had a low value of coefficient of sound absorption. The value of STL with density 0.8 g/cm3 was higher than 0.5 g/cm3. Particle of wool had the lowest value of STL. Particle of sengon wood can be used as an alternative for acoustic panel. Keywords : particle board, sengon wood, fine particle, medium particle, wool particle, coefficient of sound absorption, sound transmission loss. 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Peningkatan kebisingan lingkungan saat ini banyak disebabkan oleh aktivitas manusia sehari-hari. Jika seseorang menerima kebisingan secara terusmenerus, bisa saja orang tersebut menjadi stress, cepat marah, dan tidak menutup kemungkinan dapat mempengaruhi pendengaran. Hal ini tentu saja dapat mempengaruhi pekerjaan, dan kehidupan sosialnya. Untuk mengurangi kebisingan, dapat digunakan bahan yang berfungsi untuk menyerap suara dan insulasi suara sehingga kualitas suara yang terdengar dapat lebih terkontrol. Kualitas dari bahan penyerap suara ditunjukkan dengan nilai α (koefisien absorbsi suara). Koefisien absorbsi suara merupakan perbandingan antara energi suara yang diserap oleh bahan terhadap energi suara yang menuju permukaan bahan (Sarwono 2009). Semakin besar α, maka bahan tersebut semakin baik digunakan sebagai peredam suara. Nilai α berkisar dari 0 sampai 1. Jika α bernilai 0, artinya tidak ada bunyi yang diserap. Sedangkan jika α bernilai 1, artinya 100% bunyi yang datang diserap oleh bahan (Lee dan Joo 2003). Insulasi suara merupakan kemampuan bahan dalam mereduksi suara, atau dikenal sebagai rugi transmisi suara (sound transmission loss, STL). STL juga dapat diartikan sebagai perbandingan antara suara yang ditransmisikan oleh suatu bahan terhadap suara yang datang. Saat ini pemanfaatan kayu cepat tumbuh meningkat pesat. Salah satu jenis kayu yang banyak dikenal orang adalah kayu sengon. Kayu sengon dipilih sebagai alternatif bahan baku panel akustik karena harganya murah, dan sudah banyak terdapat di pasaran. Selain bentuk kayu solid, komposit kayu juga banyak digunakan. Kelebihan komposit diantaranya dapat dibuat dari sisa-sisa eksploitasi dan penggergajian kayu, pengerjaannya mudah, dan dimensi atau ukuran papannya dapat diatur sesuai kebutuhan. 2 1.2 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui sifat akustik absorbsi suara dan rugi transmisi suara serta sifat fisis dan mekanis papan partikel sengon berdasarkan variasi kerapatan papan dan ukuran partikel. 1.3 Manfaat Penelitian Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kualitas papan partikel yang dibuat dari kayu sengon, serta dapat jadikan alternatif sebagai bahan panel akustik. 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sengon (Paraseriathes falcataria) Sengon merupakan kayu serba guna untuk konstruksi ringan, kerajinan tangan, kotak cerutu, veneer, kayu lapis, korek api, pulp, dan sebagainya. Kayu sengon termasuk kelas awet IV - V dan kelas kuat IV - V dengan berat jenis 0,33 (0,24 - 0,49). Kayunya lunak dan mempunyai nilai penyusutan dalam arah radial dan tangensial berturut-turut 2,5 % dan 5,2 % (basah sampai kering tanur). Kayunya mudah digergaji, tetapi tidak semudah kayu meranti merah dan dapat dikeringkan dengan cepat tanpa cacat yang berarti. Cacat pengeringan yang lazim misalnya kayunya melengkung (Martawijaya dkk. 1989). 2.2 Papan Partikel Papan partikel adalah salah satu jenis produk panel yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan perekat atau bahan perekat lain kemudian dikempa panas. Menurut Bowyer dkk. (2003), papan partikel ialah produk panel yang dihasilkan dengan memanfaatkan partikel-partikel kayu dan sekaligus mengikatnya dengan suatu perekat. Proses pembuatan papan partikel secara umum meliputi pembuatan partikel, pengklasifikasian partikel, penyimpanan, pengeringan, pencampuran partikel dan perekat, pembentukan papan, pengempaan, pengkondisian dan pengampelasan (Tsoumis 1991). Sutigno (2004) menyebutkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel adalah : 1. Berat jenis kayu Compaction ratio adalah perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan artikel dengan berat jenis kayu. Nilai compaction ratio harus lebih besar dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya baik. Pada keadaan tersebut proses pengempaan berjalan optimal sehingga kontak antar partikel baik. 4 2. Zat ekstraktif kayu Kayu yang berminyak akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik dibandingkan dengan papan partikel dari kayu yang tidak berminyak. Zat ekstraktif semacam itu akan mengganggu proses perekatan. 3. Ukuran partikel Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik daripada yang dibuat dari serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada serbuk. Karena itu papan partikel struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar. 4. Kulit kayu Makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya makin kurang baik karena kulit kayu akan mengganggu proses perekatan antar partikel. Banyaknya kulit kayu maksimum 10%. 5. Perekat Jenis perekat yang dipakai akan mempengaruhi sifat papan partikel. Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai contoh, penggunaan perekat formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi akan menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat internalnya lebih baik tetapi emisi formaldehidanya lebih jelek. Penentuan produk papan partikel dapat dilihat dari beberapa standar yang ada. Salah satu standar yang banyak digunakan untuk ekspor produk papan partikel Indonesia adalah standar Jepang. Tabel 1 Menyajikan sifat fisis dan mekanis berdasarkan standar Jepang JIS A 5908 tipe 8 tahun 2003 untuk papan partikel. 5 Tabel 1. Standar JIS A 5908 tipe 8 tahun 2003 untuk papan partikel No Parameter sifat fisis dan mekanis Nilai yang disyaratkan 1 Kerapatan (g/cm3) 0,4 – 0,9 2 Kadar air (%) 5 - 13 3 Pengembangan tebal (%) (max) 12 4 MOR (kg/cm2) (min) 80 5 MOE (kg/cm2) (min) 20.000 6 Internal bond (kg/cm2) (min) 1,5 7 Kuat pegang sekrup (kg) (min) 30 2.3 Perekat Perekat (adhesive) adalah suatu substansi yang dapat menyatukan dua buah benda atau lebih melalui ikatan permukaan. Dilihat dari reaksi perekat terhadap panas, maka perekat dapat dibedakan atas perekat thermosetting dan perekat thermoplastic. Perekat thermosetting merupakan perekat yang dapat mengeras bila terkena panas atau reaksi kimia dengan bantuan katalisator atau hardener dan bersifat irreversible. Perekat jenis ini jika sudah mengeras tidak dapat lagi menjadi lunak. Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah phenol formaldehida, urea formaldehida, melamine formaldehida, isocyanate, resorsinol formaldehida. Perekat thermoplastic adalah perekat yang dapat melunak jika terkena panas dan mengeras kembali apabila suhunya telah rendah. Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah polyvynil adhesive, cellulose adhesive, dan acrylic resin adhesive (Pizzi 1983). Perekat yang digunakan dalam penelitian ini adalah perekat isosianat. Isosianat adalah perekat yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi daripada perekat lainnya. Isosianat bereaksi dengan kayu yang menghasilkan ikatan kimia yang kuat sekali (chemical bonding). Isosianat juga memiliki gugus kimia yang sangat reaktif, yaitu R-N=C=O. Keunikan perekat isosianat adalah dapat digunakan pada variasi suhu yang luas, tahan air, panas, cepat kering, pH netral dan kedap terhadap solvent (pelarut organik). Perekat ini juga memiliki daya guna yang luas untuk merekatkan berbagai macam kayu ke kayu (Anonim 2001). 6 2.4 Sifat Akustik Kayu Menurut Tsoumis (1991), sifat akustik kayu berhubungan dengan produksi bunyi yang diakibatkan oleh benturan langsung, dan bunyi yang dihasilkan oleh sumber lain yang dipancarkan melalui udara dan mempengaruhi kayu dalam bentuk gelombang bunyi. Sedangkan menurut Bucur (2006), sifat akustik kayu berhubungan langsung dengan segala aspek yang berkaitan dengan suara dari dinding suara yang diproduksi oleh pohon dan hutan, penggunaan kayu sebagai panel akustik, karakteristik emisi akustik dari jenis kayu yang berbeda, pengaruh pertumbuhan, kelembaban, modulus elastisitas pada kayu, dan kandungan bahan kimia pada kayu yang mempengaruhi sifat akustik. 2.4.1 Gelombang Bunyi Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar majumundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia, gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal (Wirajaya 2007). Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi di udara atau medium lain sampai ke gendang telinga manusia. Frekuensi adalah banyaknya gelombang dalam 1 detik, batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia adalah dari 20 Hz sampai 20 kHz yang disebut gelombang sonik. Suara di atas 20 kHz disebut ultra sonik dan di bawah 20 Hz disebut infra sonik. Gelombang sonik ini sering disebut sebagai gelombang suara atau bunyi (Wirajaya 2007). 2.4.2 Koefisien Absorbsi Suara Setiap permukaan yang didatangi oleh gelombang suara akan memantulkan, menyerap dan meneruskan energi suara yang datang. Perbedaan besarnya porsi energi suara yang dipantulkan dan yang diserap terhadap energi suara yang datang akan menentukan sifat material tersebut. Apabila porsi yang dipantulkan lebih banyak daripada yang diserap, maka material akan disebut sebagai pemantul (reflektor), dan sebaliknya apabila porsi yang diserap lebih 7 banyak, maka material itu akan disebut sebagai material penyerap suara. Porsi energi inilah yang kemudian digunakan sebagai cara untuk menyatakan koefisien serap (Sarwono 2009). 2.4.3 Peredam Berpori Peredam berpori umum termasuk karpet, gorden, selulosa semprot, plester soda, mineral wool berserat dan serat kaca. Secara umum, semua bahan-bahan tersebut memungkinkan udara mengalir ke dalam struktur selular dimana energi suara diubah menjadi panas. Peredam berpori adalah bahan yang paling umum digunakan menyerap suara. Ketebalan memiliki peran penting dalam penyerapan suara dengan bahan berpori. Kain diterapkan langsung ke substrat, kertas besar seperti papan plester atau gypsum tidak membuat peredam suara yang efisien karena lapisannya sangat tipis serat (Schwind 1997). 2.4.4 Rugi Transmisi Suara dan Kelas Transmisi Suara Rugi transmisi suara (sound transmission loss, STL) dan kelas transmisi suara (sound tansmission class, STC) adalah dua parameter yang digunakan dalam bidang akustik untuk mengetahui seberapa kuat sebuah dinding untuk mereduksi suara yang merambat melalui udara. Gambar 1. Ilustrasi Transmission Loss (Sumber: Galeri Proyek Informal dan Formal Akustik, dalam Sumoro 2007) 8 Gambar 1 menunjukkan adanya sumber suara yang datang sebesar 100 dB, namun yang terdengar di ruangan sebelah hanya 55 dB. Kondisi ini menunjukkan bahwa dinding tersebut mempunyai STC = 100 - 55 = 45dB (Sumoro 2007). 9 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan dari bulan Juni sampai dengan bulan Oktober 2010. Tempat yang dipergunakan untuk penelitian adalah sebagai berikut : untuk pembuatan wol dilakukan di Laboratorium Produk Majemuk serta Laboratorium Penggergajian dan Pengerjaan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Bogor, sedangkan untuk pembuatan contoh uji dilakukan di Laboratorium Bagian Bio Komposit, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Pengujian dilakukan di empat tempat berbeda. Untuk pengujian sifat fisis dan pemotongan contoh uji dilakukan di Laboratorium Peningkatan Mutu Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB, untuk pengujian sifat mekanis dilakukan di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangun Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB, sedangkan untuk pengujian rugi transmisi suara dilakukan di Laboratorium Fisika Bangunan dan Akustik, Kelompok Keahlian Teknik Fisika, Fakultas Teknik Industri, Institut Teknologi Bandung, dan untuk pengujian koefisien absorbsi suara dilakukan di Puslitbang Permukiman, Cileunyi, Bandung. 3.2 Alat dan Bahan Alat yang digunakan untuk penelitian ini berupa alat tulis dan hitung, baskom plastik, sarung tangan, masker, kantong plastik, kertas teflon, kaliper, oven, besi cetakan berukuran 35 cm x 35 cm, rotary blender, spray gun, timbangan elektrik, mesin kempa panas, mesin pembuat wol, band saw, tabung impedansi, sound detector, dan alat uji sifat mekanis yaitu Universal Testing Machine merk Instron. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah partikel kayu sengon dengan ukuran halus, sedang dan wol. Perekat yang digunakan adalah diphenylmethane dissocyanate (MDI) dengan kadar perekat 12% dari berat kering tanur partikel kayu dan solid content perekat sebesar 98%. 10 3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Persiapan Bahan Jenis bahan baku yang digunakan adalah tiga ukuran partikel sengon yaitu partikel halus, sedang dan wol (Gambar 2). Untuk pertikel halus dan sedang, balok kayu sengon terlebih dahulu dipotong kecil-kecil agar dapat digiling menggunakan alat disk flaker untuk dijadikan flake terlebih dahulu. Kemudian flake tersebut diproses menggunakan hammer mill untuk memperoleh partikel dengan ukuran tebal 0,5 -1 mm, lebar 1-2 mm, dan panjang ±1 cm yang disebut dengan partikel sedang. Sebagian dari partikel sedang dihancurkan kembali dengan hammer mill untuk memperoleh partikel dengan ukuran 10 mesh yang disebut dengan partikel halus. Wol kayu diperoleh dengan cara menggergaji balok kayu hingga berukuran (40 x 12 x 6) cm, dan dijadikan wol menggunakan mesin pembuat wol (Takekawa Iron Works) sehingga mendapatkan wol dengan ukuran tebal 0,3 mm, lebar 4 mm dan panjang 5 cm. (a) (b) (c) Gambar 2. Partikel sengon dalam berbagai ukuran (a) halus, (b) sedang dan (c) wol. 3.3.2 Pembuatan Papan Kerapatan target papan partikel yang akan dibuat adalah 0,8 g/cm3 dan 0,5 g/cm3. Pencampuran bahan antara partikel dengan perekat menggunakan rotary blender dan spray gun. Partikel dimasukkan ke dalam rotary blender sedangkan perekat dimasukkan kedalam spray gun. Selanjutnya saat mesin rotary blender berputar, perekat disemprotkan kedalamnya sehingga perekat bercampur rata dengan partikel. Selanjutnya adonan tersebut dimasukkan ke dalam pencetak lembaran yang berukuran (35 x 35 x 1) cm untuk kemudian dikempa dengan 11 menggunakan kempa panas (Gambar 3). Waktu pengempaan sekitar 10 menit dengan suhu kempa 1200C dan tekanan kempa 25 kgf/cm2. Setelah pengempaan selesai, panel yang dihasilkan dibiarkan selama 30 menit agar lembaran panel mengeras. Gambar 3. Pengempaan panas 3.3.3 Pembuatan Contoh uji Papan yang telah selesai dibuat kemudian dipotong-potong berdasarkan pengujian yang akan dilakukan. Gambar 4 menyajikan ukuran contoh uji sifat fisis dan mekanis yang mengacu pada standar JIS A 5908 (2003). 35 cm a b g d a c f 35 cm e Gambar 4. Pola pemotongan contoh uji papan partikel 12 Keterangan : a = Contoh uji MOE dan MOR, berbentuk persegi panjang dengan ukuran 5 cm x 20 cm, b = Contoh uji kerapatan dan kadar air, berbentuk persegi empat dengan ukuran 10 cm x 10 cm, c = Contoh uji koefisien absorbsi suara, berbentuk lingkaran dengan diameter 10 cm dan 5 cm, d = Contoh uji keteguhan rekat internal, berbentuk persegi empat dengan ukuran 5 cm x 5 cm, e = Contoh uji daya serap air dan pengembangan tebal, berbentuk persegi empat dengan ukuran 5 cm x 5 cm, f = Contoh uji kuat pegang sekrup, berbentuk persegi panjang dengan ukuran 5 cm x 10 cm. Masing-masing pengujian dilakukan dengan tiga kali ulangan. 3.4 Pengujian Papan Partikel 3.4.1 Pengujian Sifat Akustik a. Pengukuran Koefisien Absorpsi Suara Koefisien absorbsi suara diukur menggunakan tabung impedansi. Tabung impedansi adalah suatu tabung yang dirancang untuk mengukur parameter akustik suatu bahan dengan ukuran meterial uji yang kecil sesuai dengan ukuran tabung dan dengan arah datang suara pada arah normal permukaan bahan uji. Secara sederhana tabung impedansi dapat dilihat pada Gambar 5. (a) (b) (c) Gambar 5. (a) Contoh uji, (b) Penempatan contoh uji dan (c) Tabung impedansi 13 Pengukuran koefisien absorbsi suara dilakukan berdasarkan JIS A 1405 (1963) dalam rentang frekuensi (100 – 4000) Hz dengan filter 1/3 oktaf. Contoh uji yang digunakan berbentuk lingkaran berdiameter 10 cm untuk frekuensi 100 Hz – 1600 Hz dan diameter 5 cm untuk frekuensi 2000 Hz – 4000 Hz (Gambar 5). Koefisien absorbsi suara ini dihitung dengan cara mengukur tekanan suara yang datang pada permukaan bahan dan yang dipantulkan oleh permukaan bahan tersebut. b. Pengukuran Rugi Transmisi Suara dan Penentuan Kelas Transmisi Suara Pengukuran rugi transmisi suara (sound transmission loss, STL) menggunakan contoh uji ukuran 70 cm x 70 cm yang dibuat dengan menggabungkan empat lembar papan berukuran 35 cm x 35 cm dengan bantuan perekat PVAc merk Fox yang dicampur dengan diphenylmethane dissocyanate (MDI) sebagai hardener dengan rasio 15 : 1. Pengujian ini dilakukan di ruang dengung mini Laboratorium Fisika Bangunan dan Akustik – Teknik Fisika ITB dalam rentang frekuensi (125 – 4000) Hz dengan filter 1/3 oktaf (Gambar 6 dan 7). Selanjutnya, penentuan nilai kelas transmisi suara (sound transmission class (STC) dilihat berdasarkan histogram hasil pengukuran STL yang dibandingkan dengan kurva-kurva STC standar, kemudian dicari kurva STC yang terdekat. Penentuan STC standar mengacu pada ASTM E 413 (2004). Gambar 6. Skema pengujian sound transmision loss (Sumber : FTI ITB 2009) 14 (a) (b) Gambar 7. (a) Penempelan panel dan (b) Ruang suara 3.4.2 Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis a. Pengujian Kerapatan Contoh uji (10 cm x 10 cm) ditimbang beratnya (m). Setelah itu, diukur dimensi panjang, lebar dan tebal untuk menghitung volume contoh uji (V). Nilai kerapatan papan partikel dihitung dengan menggunakan rumus: Dimana: = Kerapatan (gram/cm3) m = Berat awal contoh uji (gram) V = Volume contoh uji (cm3) b. Pengujian Kadar Air Contoh uji (10 cm x 10 cm) dalam keadaan kering udara ditimbang bobotnya (BKU). Setelah ditimbang, kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu 103±20C selama 24 jam. Setelah 24 jam contoh uji diangkat kemudian didinginkan dalam desikator lalu ditimbang dan dicatat beratnya, kemudian dimasukkan ke dalam oven lagi dengan suhu 103±20C selama 24 jam. Setelah 24 jam contoh uji diangkat kemudian didinginkan dalam desikator lalu ditimbang lagi, selisih beratnya kurang dari 1 % maka beratnya sudah konstan, dan hasil penimbangan terakhir digunakan untuk penghitungan kadar air (BKO). Nilai kadar air papan dihitung dengan rumus: 15 Dimana : KA = Kadar air (%) BKU = Berat contoh uji kering udara (gram) BKO = Berat kering oven (gram) c. Pengujian Daya Serap Air Contoh uji (5 cm x 5 cm) dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya (B1). Setelah itu, contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 2 jam dan 24 jam. Setelah 2 jam dan 24 jam, contoh uji diambil dari tempat perendaman kemudian ditiriskan hingga tidak ada lagi air yang keluar dari contoh uji, lalu timbang beratnya (B2). Besarnya daya serap air papan dihitung dengan rumus: Dimana : DSA = Daya serap air (%) B1 = Berat contoh uji sebelum perendaman (gram) B2 = Berat contoh uji setelah perendaman 2 jam / 24 jam (gram) d. Pengujian Pengembangan Tebal Contoh uji (5 cm x 5 cm) dalam keadaan kering udara diukur tebalnya (T1). Setelah itu, contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 2 jam dan 24 jam. Setetah 2 jam dan 24 jam, contoh uji diambil dari tempat perendaman kemudian ditiriskan hingga tidak ada lagi air yang keluar dari contoh uji, kemudian diukur tebalnya (T2). Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus: Dimana : PT = Pengembangan tebal atau linear (%) T1 = Tebal contoh uji sebelum perendaman (mm) T2 = Tebal contoh uji setelah perendaman 2 jam / 24 jam (mm) 16 e. Pengujian Modulus of Elasticity (MOE) dan Modulus of Rupture (MOR) Contoh uji (5 x 20 x 1 cm) dalam keadaan kering udara diukur lebar (b) dan tebalnya (h). Kemudian contoh uji diletakkan pada alat penumpu dengan arah tegak lurus pada sumbu penumpu (Gambar 8). Panjang bentang (L) yang digunakan adalah 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 7,5 cm. Pembebanan dilakukan tegak lurus di tengah bentang. Pada saat pembebanan dicatat besarnya defleksi (Y) yang terjadi setiap selang beban tertentu (P). Beban tekan diberikan sampai contoh uji patah. Pengujian MOE dan MOR dilakukan dengan menggunakan mesin uji universal (Universal Testing Machine) merek Instron. Besarnya nilai MOE dan MOR dihitung dengan rumus: Dimana : MOE = Modulus elastisitas (kgf/cm2) MOR = Modulus patah (kgf/cm2) P = Beban sebelum batas proporsi (kgf) Pmax = Beban maksimum (kgf) L = Panjang bentang (cm) Y = Lenturan pada beban P (cm) b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm) Gambar 8. Pengujian MOE & MOR 17 f. Pengujian Internal Bond (IB) Contoh uji (5 x 5 x 1 cm) direkatkan pada dua buah blok kayu dengan perekat epoxy (Gambar 9), dan biarkan mengering selama 24 jam agar proses perekatannya sempurna. Kemudian blok kayu ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai diketahui nilai beban maksimum. Pengujian keteguhan rekat dilakukan dengan menggunakan mesin uji universal (Universal Testing Machine) merek Instron. Nilai keteguhan rekat dihitung menggunakan rumus : Dimana : IB = Keteguhan rekat (kg/cm2) P = Beban maksimum (kg) A = Luas penampang (cm2) Blok kayu Contoh uji Blok kayu Gambar 9. Pengujian Internal Bond g. Pengujian Kuat Pegang Sekrup (KPS) Contoh uji berukuran 5 x 10 x 1 cm. Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm, panjang 16 mm lalu dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam kilogram (JIS A 5908-2003). 3.5 Rancangan Percobaan dan Analisis Data Khusus untuk sifat fisis dan mekanis dilakukan analisis faktorial Rancangan Acak Lengkap (RAL). Faktor yang diteliti meliputi faktor A adalah target kerapatan papan yaitu: kerapatan 0,5 g/cm³ (a1) dan kerapatan 0,8 g/cm³ (a2). Faktor B adalah ukuran partikel yaitu: partikel halus (b1), partikel sedang (b2) 18 dan wol (b3). Masing-masing taraf dilakukan sebanyak tiga ulangan. Model statistik linier dari rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut: Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + ijkl Keterangan: Yijk = Nilai pengamatan pada papan dengan target kerapatan-i, ukuran partikelj, dan ulangan ke-k µ = Nilai rata-rata pengamatan Ai = Pengaruh faktor target kerapatan papan pada taraf ke-i Bj = Pengaruh faktor ukuran partikel pada taraf ke-j (AB)ij = Pengaruh interaksi faktor target kerapatan papan pada taraf ke-i dan faktor ukuran partikel pada taraf ke-j εijk = Kesalahan percobaan pada faktor target kerapatan papan pada taraf ke-i, faktor ukuran partikel pada taraf ke-j i = Target kerapatan papan yaitu: kerapatan 0,5 g/cm³ dan kerapatan 0,8 g/cm³ j = Ukuran partikel yaitu: partikel halus, partikel sedang dan partikel wol k = Ulangan 1,2 dan 3 Selanjutnya dilakukan analisis keragaman dengan menggunakan uji F pada Tabel ANOVA dengan tingkat kepercayaan 95% untuk mengetahui pengaruh perlakuan yang diberikan. Uji lanjut dilakukan dengan menggunakan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT). 19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Akustik Papan Partikel Sengon 4.1.1 Koefisien Absorbsi suara Apabila ada gelombang suara bersumber dari bahan lain mengenai bahan kayu, maka sebagian dari energi akustiknya akan dipantulkan, diteruskan, dan sebagian lagi akan diserap ke dalam massa kayu. Selanjutnya kayu bergetar dan suara / bunyi diperkuat, atau terjadi penyerapan total atau sebagian saja (Tsoumis 1991). Koefisien absorbsi suara menggambarkan suatu fraksi dari sumber energi suara agar material menyerap. Nilai koefisien absorbsi dalam frekuensi yang Koefisien Absorbsi berbeda dapat dilihat pada Gambar 10. Halus 0,5 g/cm³ Sedang 0,5 g/cm³ Wol 0,5 g/cm³ Halus 0,8 g/cm³ Sedang 0,8 g/cm³ Wol 0,8 g/cm³ 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Frekuensi (Hz) Gambar 10. Grafik koefisien absorbsi suara panel akustik papan partikel sengon. Pada Gambar 10 dapat dilihat bahwa pada frekuensi rendah (100 – 400) Hz, koefisien absorbsi untuk setiap panel akustik memiliki nilai yang hampir sama. Pada frekuensi sedang (400 – 1000) Hz, hampir semua papan berada pada nilai koefisien absorbsi yang rendah. Hal ini menjelaskan bahwa pada frekuensi sedang, papan partikel lebih banyak merefleksikan suara. Untuk frekuensi tinggi (1000 – 4000) Hz, panel akustik berkerapatan 0,5 g/cm³ memiliki nilai koefisien absorbsi yang lebih tinggi dibandingkan dengan panel akustik berkerapatan 0,8 20 g/cm³ pada semua ukuran partikel. Hal ini dikarenakan semakin rendah kerapatan panel yang dimiliki, maka semakin banyak rongga-rongga yang terbentuk sehingga kemampuan bahan dalam menyerap suara akan semakin baik (Simatupang 2007). 4.1.2 Rugi Transmisi Suara (STL) Rugi transmisi suara (sound transmission loss, STL) umumnya digunakan sebagai alat suatu parameter kemampuan suatu bahan dalam mereduksi suara. Nilai STL dalam frekuensi yang berbeda disajikan pada Gambar 11. Halus 0,5 g/cm³ Sedang 0,5 g/cm³ Wol 0,5 g/cm³ Halus 0,8 g/cm³ Sedang 0,8 g/cm³ Wol 0,8 g/cm³ Rugi Transmisi Suara (dB) 35 30 25 20 15 10 5 0 Frekuensi (Hz) Gambar 11. Grafik sound transmission loss (dB) panel akustik papan partikel sengon. Berdasarkan Gambar 11, pada frekuensi rendah (100 – 400) Hz, panel akustik kerapatan 0,8 g/cm³ memiliki nilai STL yang lebih tinggi dibandingkan dengan kerapatan 0,5 g/cm³. Pada frekuensi sedang (400 – 1000) Hz, nilai STL untuk panel akustik 0,8 g/cm³ masih lebih tinggi daripada kerapatan 0,5 g/cm³. Untuk frekuensi tinggi (1000 – 4000) Hz, papan partikel wol memiliki nilai STL yang paling rendah baik pada kerapatan 0,5 g/cm³ maupun 0,8 g/cm³. Hal ini dikarenakan ikatan partikel papan partikel halus dan sedang lebih kompak 21 dibandingkan papan wol. Pada frekuensi ini juga, panel akustik dengan kerapatan 0,8 g/cm³ memiliki nilai STL yang lebih tinggi dibandingkan panel akustik dengan kerapatan 0,5 g/cm³. Hal ini berkaitan dengan kekompakan papan partikel dimana semakin kompak suatu papan maka semakin tinggi nilai STLnya (Bucur 2006). 4.1.3 Kelas Transmisi Suara (STC) Kelas transmisi suara (sound transmission class, STC) adalah kemampuan rata – rata transmission loss suatu bahan dalam mereduksi suara dari berbagai frekuensi. Untuk menentukan nilai Sound Transmission Class dari suatu bahan, histogram hasil pengukuran TL dibandingkan dengan kurva-kurva STC standar, kemudian dicari kurva STC yang terdekat. Kurva STC standar terdiri dari nilainilai TL referensi untuk setiap frekuensi (ASTM E 413 (2004)). Nilai STC dalam frekuensi yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 3. Halus 0,5 g/cm³ Sedang 0,5 g/cm³ Wol 0,5 g/cm³ Halus 0,8 g/cm³ Sedang 0,8 g/cm³ Wol 0,8 g/cm³ Kelas Transmisi Suara 30 25 20 15 10 5 0 Frekuensi (Hz) Gambar 12. Grafik sound transmission class panel akustik papan partikel sengon. Berdasarkan Gambar 12, dapat dilihat bahwa panel akustik kerapatan 0,8 g/cm³ memiliki nilai STC yang lebih tinggi dibandingkan dengan panel akustik berkerapatan 0,5 g/cm³. Untuk panel akustik partikel wol 0,8 g/cm³, partikel wol 0,5 g/cm³, dan partikel sedang 0,5 g/cm³ berada pada nilai STC yang lebih rendah 22 dibandingkan panel akustik lainnya. Hal ini dikarenakan pada partikel wol dan sedang 0,5 g/cm³ lebih banyak terdapat rongga udara sehingga menyebabkan banyak suara yang lolos atau diteruskan melalui panel akustik tersebut. Semakin tinggi nilai STC maka semakin baik bahan peredam suara tersebut. 4.2 Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Sengon 4.2.1 Kerapatan Kerapatan merupakan ukuran kekompakan suatu partikel di dalam sebuah lembaran. Nilainya sangat bergantung pada kerapatan kayu asal yang digunakan dan besarnya tekanan kempa yang diberikan selama pembuatan lembaran (Bowyer dkk. 2003). Gambar 13 menyajikan nilai kerapatan panel akustik papan Kerapatan (gr/cm3) partikel sengon pada kerapatan dan ukuran partikel yang berbeda. 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,77 0,47 0,76 0,46 0,75 JIS A 5908 tipe 8 (2003) 0,4-0,9 g/cm³ 0,45 Kerapatan 0,5 g/cm³ Kerapatan 0,8 g/cm³ Halus Sedang Ukuran Partikel Wol Gambar 13. Histogram kerapatan panel akustik papan partikel sengon dibandingkan standar JIS A 5908 tipe 8 (2003). Gambar 13 menjelaskan bahwa kerapatan target 0,8 g/cm³ memiliki nilai kerapatan aktual antara 0,75 g/cm³ sampai 0,77 g/cm³. sedangkan untuk kerapatan target 0,5 g/cm³, kerapatan aktualnya antara 0,45 g/cm³ sampai 0,47 g/cm³. Secara keseluruhan nilai kerapatan panel akustik yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908 tipe 8 (2003) yang mensyaratkan bahwa kerapatan panel akustik berkisar 0,4 g/cm³ sampai 0,9 g/cm³. 23 Tabel 2. Analisis ragam kerapatan panel akustik Sumber Keragaman Kerapatan papan DB Kuadrat Tengah 0.39902222 F-Hitung Pr > F 1 Jumlah Kuadrat 0.39902222 300.52 F Kerapatan papan DB Jumlah Kuadrat 1 0.07735556 0.35 0.5638tn Ukuran partikel 2 0.22973333 0.11486667 0.52 0.6055tn Interaksi keduanya 2 0.15471111 0.07735556 0.35 0.710 tn Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata Analisis ragam pada Tabel 3 menunjukkan bahwa interaksi faktor ukuran partikel dan kerapatan papan tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air panel akustik. 4.2.3 Daya Serap Air (DSA) Daya serap air adalah kemampuan suatu bahan dalam menyerap air. Panel akustik komposit papan partikel mengandung bahan berlignoselulosa yang mempunyai sifat finitas yang tinggi terhadap air. Sifat tersebut akan menyebabkan papan mempunyai sifat mengembang dan menyusut sesuai dengan kandungan air di dalam papannya (Bowyer dkk. 2003). Gambar 15 dan 16 menyajikan daya serap panel untuk perendaman 2 dan 24 jam. Daya Serap Air 2 jam (%) 25 80,0 70,0 70,0 60,0 57,1 50,0 56,9 44,9 42,0 44,1 40,0 Kerapatan 0,5 g/cm³ Kerapatan 0,8 g/cm³ 30,0 20,0 10,0 0,0 Halus Sedang Wol Ukuran Partikel Gambar 15. Histogram daya serap air perendaman 2 jam (%) panel akustik papan partikel sengon. Berdasarkan Gambar 15, nilai rata-rata daya serap air (DSA) panel akustik setelah perendaman 2 jam berkisar antara 42,0 % sampai 70,0%. Nilai daya serap air tertinggi setelah perendaman 2 jam terdapat pada panel akustik dari partikel sedang dengan kerapatan 0,5 g/cm³ sebesar 70,0 % dan nilai daya serap air terendah terdapat pada panel akustik dari partikel halus dengan kerapatan 0,8 Daya Serap Air 24 jam (%) g/cm³ sebesar 42,0 %. 120,0 100,0 80,0 105,2 108,9 85,4 62,0 61,3 68,1 60,0 Kerapatan 0,5 g/cm³ 40,0 Kerapatan 0,8 g/cm³ 20,0 0,0 Halus Sedang Wol Ukuran Partikel Gambar 16. Histogram daya serap air perendaman 24 jam (%) panel akustik papan partikel sengon. 26 Dari Gambar 16 dapat dilihat nilai rata-rata daya serap air setelah perendaman 24 jam berkisar antara 61,3% sampai 108,9%. Nilai daya serap air tertinggi setelah perendaman 24 jam terdapat pada panel akustik dari partikel wol dengan kerapatan 0,5 g/cm³ sebesar 108,9%, dan nilai daya serap air terendah terdapat pada panel akustik dari partikel sedang dengan kerapatan 0,8 g/cm³ sebesar 61,3%. Gambar 15 dan Gambar 16 menunjukkan tingginya nilai rata-rata daya serap air panel akustik yang dihasilkan. Hal ini diduga karena kayu sengon mempunyai berat jenis yang rendah, dimana rongga selnya besar sehingga mudah menyerap air dalam kapasitas besar. Teori tersebut juga menjelaskan bahwa panel akustik berkerapatan 0,5 g/cm³ memiliki nilai DSA yang lebih tinggi dari pada panel akustik berkerapatan 0,8 g/cm³, karena semakin rendah kerapatan papan maka rongga yang dapat diisi oleh airpun akan semakin banyak. Standar JIS A 5908 tipe 8 (2003) tidak mensyaratkan nilai untuk daya serap air, namun pengujian ini tetap dilakukan untuk mengetahui ketahanan papan komposit yang dihasilkan terhadap air. Tabel 4. Analisis ragam daya serap air 2 jam Sumber Keragaman Kerapatan papan DB 1 Jumlah Kuadrat 1410.286703 Kuadrat Tengah 1410.28670 Ukuran partikel 2 224.162973 112.081486 Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, 129.813469 64.906735 F-Hitung Pr > F 8.94 0.0113* 0.71 0.41 0.5110tn 0.6717tn tn = tidak nyata Tabel 5. Analisis ragam daya serap air 24 jam Sumber Keragaman Kerapatan papan DB Kuadrat Tengah 5850.90836 F-Hitung Pr > F 1 Jumlah Kuadrat 5850.908369 52.37 F 0.71 0.4161tn Ukuran partikel 2 91.42263593 45.71131797 3.40 0.0675tn 0.26134546 0.13067273 0.01 0.9903tn Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata Tabel 7. Analisis ragam pengembangan tebal untuk perendaman 24 jam Sumber Keragaman Kerapatan papan DB Jumlah Kuadrat 1 1.7349821 Kuadrat Tengah 1.7349821 F-Hitung Pr > F 0.11 0.7425tn Ukuran partikel 2 122.7813898 61.3906949 4.00 0.0467 * 0.7643578 0.3821789 0.02 0.9755tn Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata Analisis ragam pada Tabel 6 dan 7 menunjukkan bahwa interaksi faktor ukuran partikel dan kerapatan papan tidak berpengaruh nyata terhadap pengembangan tebal panel akustik. 4.2.5 Modulus of Elasticity (MOE) Modulus of Elasticity (MOE) atau keteguhan lentur merupakan ukuran ketahanan suatu benda untuk mempertahankan perubahan bentuk atau lenturan yang terjadi akibat pembebanan. Sifat kekakuan ini hanya berlaku sampai batas proporsi (Bowyer dkk. 2003). Keteguhan lentur merupakan salah satu kekuatan mekanis yang sangat penting diketahui pada panel akustik. Gambar 19 menyajikan nilai keteguhan lentur panel akustik papan partikel sengon pada kerapatan dan ukuran partikel yang berbeda. 30 JIS A 5908 tipe 8 (2003) 20.000 kg/cm² MOE (kg/cm2) 20000 15000 14.457 12.781 10000 5.985 11.817 7.284 5000 Kerapatan 0,5 g/cm³ Kerapatan 0,8 g/cm³ 3.098 0 Halus Sedang Wol Ukuran Partikel Gambar 19. Histogram keteguhan lentur (kg/cm2) panel akustik papan partikel sengon dibandingkan standar JIS A 5908 tipe 8 (2003). Pada Gambar 19 dapat dilihat nilai rata-rata MOE papan pertikal yang dihasilkan berkisar antara 3.098 kg/cm2 sampai 14.457 kg/cm2. Nilai MOE tertinggi terdapat pada panel akustik dari partikel sedang dengan kerapatan 0,8 g/cm³ sebesar 14.457 kg/cm2, sedangkan nilai MOE terendah terdapat pada panel akustik dari partikel wol dengan kerapatan 0,5 g/cm³ sebesar 3.098 kg/cm2. Hal ini menunjukkan bahwa papan partikel wol memiliki nilai MOE yang rendah. Gambar 19 menunjukan bahwa semua panel akustik yang dihasilkan tidak memenuhi standar JIS A 5908 tipe 8 (2003) yang mensyaratkan nilai MOE panel akustik yaitu minimum 20.000 kg/cm². Hal ini diduga disebabkan oleh jumlah debu yang cukup tinggi akibatnya distribusi perekat tidak merata dan lebih banyak menutupi permukaan sehingga ikatan antara partikelnya kurang kompak. Bowyer dkk. (2003) menyatakan bahwa kerapatan, ukuran partikel, geometri partikel merupakan ciri utama yang menentukan sifat MOE yang dihasilkan. Tabel 8. Analisis ragam MOE panel akustik Sumber Keragaman Kerapatan DB Jumlah Kuadrat 1 257370252.0 Kuadrat F-Hitung Tengah 257370252.0 109.66 Pr > F Ukuran partikel 2 35139010.0 17569505.0 7.49 0.0078 * 3113728.1 1556864.1 0.66 0.5330tn Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata F 1 Jumlah Kuadrat 378075.9925 90.03 F 1 Jumlah Kuadrat 4.59045000 1.42 0.2564tn Ukuran partikel 2 72.40693333 36.20346667 11.20 0.0018* 2.46493333 1.23246667 0.38 0.6910tn Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata Analisis ragam pada Tabel 10 menunjukkan bahwa interaksi faktor ukuran partikel dan kerapatan papan tidak berpengaruh nyata terhadap internal bond panel akustik. 4.2.8 Kuat Pegang Sekrup (KPS) Kuat pegang sekrup merupakan kemampuan panel akustik untuk menahan sekrup yang ditanamkan pada panel akustik. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup panel akustik dihasilkan berkisar antara 39,4 kg sampai 80,6 kg. Gambar 22 menyajikan nilai Kuat pegang sekrup panel akustik papan partikel sengon pada kerapatan dan ukuran partikel yang berbeda. KPS (kg) 34 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 80,6 77,1 71,1 41,7 39,4 JIS A 5908 tipe 8 (2003) 30 kg 43,1 Kerapatan 0,5 g/cm³ Kerapatan 0,8 g/cm³ Halus Sedang Wol Ukuran Partikel Gambar 22. Histogram kuat pegang sekrup panel akustik Pada histogram di atas dapat dilihat nilai kuat pegang sekrup tertinggi terdapat pada panel akustik dari partikel wol dengan kerapatan 0,8 g/cm³ sebesar 80,6 kg, sedangkan nilai kuat pegang sekrup terendah terdapat pada panel akustik dari partikel halus dengan kerapatan 0,5 g/cm³ sebesar 39,4 kg. Secara keseluruhan nilai kuat pegang sekrup panel akustik yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908 tipe 8 (2003) yang mensyaratkan kuat pegang sekrup panel akustik yaitu minimal 30 kg. Bowyer dkk. (1996) menyatakan bahwa kerapatan panel akustik mempengaruhi nilai kekuatan panel akustik dalam menahan paku dan sekrup. Semakin besar kerapatan panel akustik, maka semakin besar pula nilai kekuatan pegang sekrup yang dihasilkan. Tabel 11. Analisis ragam kuat pegang sekrup panel akustik Sumber Keragaman DB Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah Kerapatan papan 1 5460.821689 5460.821689 64.64 Ukuran partikel 2 134.598878 67.299439 Interaksi 2 26.260744 13.130372 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata F-hitung Pr > F F 1 Jumlah Kuadrat 0.39902222 300.52 F Kerapatan papan DB Jumlah Kuadrat 1 0.07735556 0.35 0.5638tn Ukuran partikel 2 0.22973333 0.11486667 0.52 0.6055tn Interaksi keduanya 2 0.15471111 0.07735556 0.35 0.710 tn Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata Analisis ragam pada Tabel 3 menunjukkan bahwa interaksi faktor ukuran partikel dan kerapatan papan tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air panel akustik. 4.2.3 Daya Serap Air (DSA) Daya serap air adalah kemampuan suatu bahan dalam menyerap air. Panel akustik komposit papan partikel mengandung bahan berlignoselulosa yang mempunyai sifat finitas yang tinggi terhadap air. Sifat tersebut akan menyebabkan papan mempunyai sifat mengembang dan menyusut sesuai dengan kandungan air di dalam papannya (Bowyer dkk. 2003). Gambar 15 dan 16 menyajikan daya serap panel untuk perendaman 2 dan 24 jam. Daya Serap Air 2 jam (%) 25 80,0 70,0 70,0 60,0 57,1 50,0 56,9 44,9 42,0 44,1 40,0 Kerapatan 0,5 g/cm³ Kerapatan 0,8 g/cm³ 30,0 20,0 10,0 0,0 Halus Sedang Wol Ukuran Partikel Gambar 15. Histogram daya serap air perendaman 2 jam (%) panel akustik papan partikel sengon. Berdasarkan Gambar 15, nilai rata-rata daya serap air (DSA) panel akustik setelah perendaman 2 jam berkisar antara 42,0 % sampai 70,0%. Nilai daya serap air tertinggi setelah perendaman 2 jam terdapat pada panel akustik dari partikel sedang dengan kerapatan 0,5 g/cm³ sebesar 70,0 % dan nilai daya serap air terendah terdapat pada panel akustik dari partikel halus dengan kerapatan 0,8 Daya Serap Air 24 jam (%) g/cm³ sebesar 42,0 %. 120,0 100,0 80,0 105,2 108,9 85,4 62,0 61,3 68,1 60,0 Kerapatan 0,5 g/cm³ 40,0 Kerapatan 0,8 g/cm³ 20,0 0,0 Halus Sedang Wol Ukuran Partikel Gambar 16. Histogram daya serap air perendaman 24 jam (%) panel akustik papan partikel sengon. 26 Dari Gambar 16 dapat dilihat nilai rata-rata daya serap air setelah perendaman 24 jam berkisar antara 61,3% sampai 108,9%. Nilai daya serap air tertinggi setelah perendaman 24 jam terdapat pada panel akustik dari partikel wol dengan kerapatan 0,5 g/cm³ sebesar 108,9%, dan nilai daya serap air terendah terdapat pada panel akustik dari partikel sedang dengan kerapatan 0,8 g/cm³ sebesar 61,3%. Gambar 15 dan Gambar 16 menunjukkan tingginya nilai rata-rata daya serap air panel akustik yang dihasilkan. Hal ini diduga karena kayu sengon mempunyai berat jenis yang rendah, dimana rongga selnya besar sehingga mudah menyerap air dalam kapasitas besar. Teori tersebut juga menjelaskan bahwa panel akustik berkerapatan 0,5 g/cm³ memiliki nilai DSA yang lebih tinggi dari pada panel akustik berkerapatan 0,8 g/cm³, karena semakin rendah kerapatan papan maka rongga yang dapat diisi oleh airpun akan semakin banyak. Standar JIS A 5908 tipe 8 (2003) tidak mensyaratkan nilai untuk daya serap air, namun pengujian ini tetap dilakukan untuk mengetahui ketahanan papan komposit yang dihasilkan terhadap air. Tabel 4. Analisis ragam daya serap air 2 jam Sumber Keragaman Kerapatan papan DB 1 Jumlah Kuadrat 1410.286703 Kuadrat Tengah 1410.28670 Ukuran partikel 2 224.162973 112.081486 Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, 129.813469 64.906735 F-Hitung Pr > F 8.94 0.0113* 0.71 0.41 0.5110tn 0.6717tn tn = tidak nyata Tabel 5. Analisis ragam daya serap air 24 jam Sumber Keragaman Kerapatan papan DB Kuadrat Tengah 5850.90836 F-Hitung Pr > F 1 Jumlah Kuadrat 5850.908369 52.37 F 0.71 0.4161tn Ukuran partikel 2 91.42263593 45.71131797 3.40 0.0675tn 0.26134546 0.13067273 0.01 0.9903tn Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata Tabel 7. Analisis ragam pengembangan tebal untuk perendaman 24 jam Sumber Keragaman Kerapatan papan DB Jumlah Kuadrat 1 1.7349821 Kuadrat Tengah 1.7349821 F-Hitung Pr > F 0.11 0.7425tn Ukuran partikel 2 122.7813898 61.3906949 4.00 0.0467 * 0.7643578 0.3821789 0.02 0.9755tn Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata Analisis ragam pada Tabel 6 dan 7 menunjukkan bahwa interaksi faktor ukuran partikel dan kerapatan papan tidak berpengaruh nyata terhadap pengembangan tebal panel akustik. 4.2.5 Modulus of Elasticity (MOE) Modulus of Elasticity (MOE) atau keteguhan lentur merupakan ukuran ketahanan suatu benda untuk mempertahankan perubahan bentuk atau lenturan yang terjadi akibat pembebanan. Sifat kekakuan ini hanya berlaku sampai batas proporsi (Bowyer dkk. 2003). Keteguhan lentur merupakan salah satu kekuatan mekanis yang sangat penting diketahui pada panel akustik. Gambar 19 menyajikan nilai keteguhan lentur panel akustik papan partikel sengon pada kerapatan dan ukuran partikel yang berbeda. 30 JIS A 5908 tipe 8 (2003) 20.000 kg/cm² MOE (kg/cm2) 20000 15000 14.457 12.781 10000 5.985 11.817 7.284 5000 Kerapatan 0,5 g/cm³ Kerapatan 0,8 g/cm³ 3.098 0 Halus Sedang Wol Ukuran Partikel Gambar 19. Histogram keteguhan lentur (kg/cm2) panel akustik papan partikel sengon dibandingkan standar JIS A 5908 tipe 8 (2003). Pada Gambar 19 dapat dilihat nilai rata-rata MOE papan pertikal yang dihasilkan berkisar antara 3.098 kg/cm2 sampai 14.457 kg/cm2. Nilai MOE tertinggi terdapat pada panel akustik dari partikel sedang dengan kerapatan 0,8 g/cm³ sebesar 14.457 kg/cm2, sedangkan nilai MOE terendah terdapat pada panel akustik dari partikel wol dengan kerapatan 0,5 g/cm³ sebesar 3.098 kg/cm2. Hal ini menunjukkan bahwa papan partikel wol memiliki nilai MOE yang rendah. Gambar 19 menunjukan bahwa semua panel akustik yang dihasilkan tidak memenuhi standar JIS A 5908 tipe 8 (2003) yang mensyaratkan nilai MOE panel akustik yaitu minimum 20.000 kg/cm². Hal ini diduga disebabkan oleh jumlah debu yang cukup tinggi akibatnya distribusi perekat tidak merata dan lebih banyak menutupi permukaan sehingga ikatan antara partikelnya kurang kompak. Bowyer dkk. (2003) menyatakan bahwa kerapatan, ukuran partikel, geometri partikel merupakan ciri utama yang menentukan sifat MOE yang dihasilkan. Tabel 8. Analisis ragam MOE panel akustik Sumber Keragaman Kerapatan DB Jumlah Kuadrat 1 257370252.0 Kuadrat F-Hitung Tengah 257370252.0 109.66 Pr > F Ukuran partikel 2 35139010.0 17569505.0 7.49 0.0078 * 3113728.1 1556864.1 0.66 0.5330tn Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata F 1 Jumlah Kuadrat 378075.9925 90.03 F 1 Jumlah Kuadrat 4.59045000 1.42 0.2564tn Ukuran partikel 2 72.40693333 36.20346667 11.20 0.0018* 2.46493333 1.23246667 0.38 0.6910tn Interaksi 2 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata Analisis ragam pada Tabel 10 menunjukkan bahwa interaksi faktor ukuran partikel dan kerapatan papan tidak berpengaruh nyata terhadap internal bond panel akustik. 4.2.8 Kuat Pegang Sekrup (KPS) Kuat pegang sekrup merupakan kemampuan panel akustik untuk menahan sekrup yang ditanamkan pada panel akustik. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup panel akustik dihasilkan berkisar antara 39,4 kg sampai 80,6 kg. Gambar 22 menyajikan nilai Kuat pegang sekrup panel akustik papan partikel sengon pada kerapatan dan ukuran partikel yang berbeda. KPS (kg) 34 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 80,6 77,1 71,1 41,7 39,4 JIS A 5908 tipe 8 (2003) 30 kg 43,1 Kerapatan 0,5 g/cm³ Kerapatan 0,8 g/cm³ Halus Sedang Wol Ukuran Partikel Gambar 22. Histogram kuat pegang sekrup panel akustik Pada histogram di atas dapat dilihat nilai kuat pegang sekrup tertinggi terdapat pada panel akustik dari partikel wol dengan kerapatan 0,8 g/cm³ sebesar 80,6 kg, sedangkan nilai kuat pegang sekrup terendah terdapat pada panel akustik dari partikel halus dengan kerapatan 0,5 g/cm³ sebesar 39,4 kg. Secara keseluruhan nilai kuat pegang sekrup panel akustik yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908 tipe 8 (2003) yang mensyaratkan kuat pegang sekrup panel akustik yaitu minimal 30 kg. Bowyer dkk. (1996) menyatakan bahwa kerapatan panel akustik mempengaruhi nilai kekuatan panel akustik dalam menahan paku dan sekrup. Semakin besar kerapatan panel akustik, maka semakin besar pula nilai kekuatan pegang sekrup yang dihasilkan. Tabel 11. Analisis ragam kuat pegang sekrup panel akustik Sumber Keragaman DB Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah Kerapatan papan 1 5460.821689 5460.821689 64.64 Ukuran partikel 2 134.598878 67.299439 Interaksi 2 26.260744 13.130372 keduanya Keterangan : * = nyata, tn = tidak nyata F-hitung Pr > F
Pengujian Panel Akustik Papan Partikel Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria) Gelombang Bunyi Koefisien Absorbsi Suara Internal Bond IB Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Sengon .1 Kerapatan Kadar Air Daya Serap Air DSA Kesimpulan Saran KESIMPULAN DAN SARAN Kuat Pegang Sekrup KPS Latar Belakang Tujuan Penelitian Modulus of Elasticity MOE Modulus of Rupture MOR Papan Partikel Sengon 0,5 gcm Papan Partikel Sengon 0,8 gcm Pengembangan Tebal PT Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Sengon .1 Kerapatan Pengujian Kuat Pegang Sekrup KPS Rancangan Percobaan dan Analisis Data Pengujian Pengembangan Tebal Pengujian Modulus of Elasticity MOE dan Modulus of Rupture MOR Pengujian Internal Bond IB Pengukuran Koefisien Absorpsi Suara Pengujian Kadar Air Pengujian Daya Serap Air Sengon Paraseriathes falcataria Papan Partikel Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Pengujian Papan Partikel .1 Pengujian Sifat Akustik
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Pengujian Panel Akustik Papan Partikel Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria)

Gratis