## PENGARUH PENGUKURAN SIFAT FISIS DAN SIFAT MEKANIS PAPAN PARTIKEL SAMPAH DAUN KERING BERDASARKAN UKURAN BUTIR

## Ade Usra Berli, Yenni Darvina*), Yulkifli*)
Mahasiswa Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang, email: adeusra@yahoo.co.id
*) Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA UNP

## ABSTRACT
Utilization of leaf waste processed a drop of without development in the processing. The  thought  of  leaf    waste  can  be  processed  to  become  products  of  economic  value,  one used as raw material  similar lightweight particle board, particle board  can be used as  a substitute for wood. Particle  board manufacturing  is  done by  printing the leaf waste that has  been  mixed  with  a  binder  or  adhesive.  Adhesives  used  as  binder  is  polyvinyl  acetate (PVAC). Leaf waste material made with a variety of different grain sizes are 1.7 mm, 2.8 mm and 4.75 mm. Particle board manufacturing process is done by inserting the material into the machine hot press with pressure 330 x 104 kg/m2 at 100 ° C for 20 min. From the testing  of  physical  and  mechanical  properties,  obtained  the  following  results:  for  the physical properties of particle board dry leaf waste, the small grain size of particle board then  dried  leaf  waste  moisture  content  decreases  while  the  value  of  the  density  and thickness development is increasing. For the mechanical properties of particle board, the small  grain  size  of  particle  board  then  the  value  of  flexural  strength  and  compressive strength  increased.  Test  results  obtained  water  content  and  density  to  meet  the  Standar Nasional  Indonesia  (SNI  03-2105-2006),  while  the  value  of  developing  strong  and  thick flexible  does  not  meet  the  Indonesian  National  Standard  (SNI  03-2105-2006).  For compressive  strength  values  no  set  of  Standar  Nasional  Indonesia.  Grain  size  optimal particle board in this study is the size of a small grain size of 1.70 mm.
Keywords : Leaf of Mangoes, polyvinyl acetate (PVAc), Particle board

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  tropis yang  memiliki  tanah  yang  subur.  Hal  ini membuat  Indonesia  berpotensi  memiliki hutan  yang  luas  dan  beranekaragam tanaman  dan  tumbuhan.  Tumbuhan  yang tumbuh  menghasilkan  banyak  daun.  Sifat sampah  daun  tidak  dapat  mengurai  dengan waktu  yang  cepat.  Sampah  daun  yang dihasilkan  tumbuhan  akan  terus  semakin bertambah.  Sampah  daun  jika  dalam jumlah  yang  kecil  tidak  akan  terlalu merisaukan, namun  bila jumlah  yang besar perlu  mendapat  perhatian,  sehingga  dapat menjadi masalah. Masalah yang ditimbulkan seperti berupa pencemaran dan
kalau  di  pemukiman  penduduk  akan  dapat menyumbat saluran pembuangan air sehingga  dapat  terjadinya  banjir.  Untuk  itu perlu  memanfaatkan  limbah  daun  untuk kegunaan  lain  yang  lebih  bermanfaat  dan mendatangkan nilai ekonomi. Salah satunya dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan  material  ringan  sejenis  papan partikel sebagai bahan pengganti kayu.
Papan partikel adalah suatu material yang dihasilkan dengan proses pengempaan pada  tekanan  yang  tinggi.  Pada  dasarnya dari  partikel  kayu  atau  material  lainnya yang  berserat  lignoselulosa  seperti  serbuk gergaji  dengan  penambahan  suatu  perekat (Nemlu,  2005).  Papan  partikel  yang
dibutuhkan  dalam  dunia  industri  harus memiliki  sifat  fisis  dan  sifat  mekanis  yang memenuhi  standar.  Untuk  menghasilkan papan  partikel  yang  memenuhi  standar, memiliki  sifat  fisis  dan  sifat  mekanis  yang baik  maka  perlu  diperhatikan  parameter- parameter yang terlibat. Parameter- parameter  yang  terlibat  yaitu  ukuran  butir. Ukuran butir papan partikel akan berpengaruh  terhadap  sifat  fisis  terutama pada  kerapatan  sehingga  nantinya  juga akan  berpengaruh  terhadap  sifat  mekanis (Haygreen  dan  Bowyer,  1989).  Dengan menggunakan  ukuran  butir  yang  kecil menyebabkan  makin  sedikit  ruang  kosong yang  terdapat  diantara  butir  sehingga porositasnya  akan  lebih  kecil  (Vlack, 1995). Maka dari itu peneliti tertarik untuk mengetahui pengaruh ukuran butir terhadap sifat  fisis  dan  sifat  mekanis  papan  partikel tersebut.
Pengujian  sifat  fisis  dan  sifat mekanis  papan  partikel  yang  diteliti meliputi  kadar  air,  kerapatan,  pengemba- ngan  tebal,  kuat  lentur  dan  kuat  tekan. Kadar  air  merupakan  sifat  fisis  papan partikel  yang  menunjukkan  kandungan  air papan  partikel.  Berdasarkan  SNI  03-2105- 2006  nilai  kadar  air  dapat  dihitung  dengan menggunakan rumus:
Kadar Air = Ba − Bk Bk x 100%                (1)
Keterangan:
Ba = berat awal (kg)
Bk = berat kering mutlak (kg)
Kerapatan merupakan suatu kekom- pakan partikel dalam suatu bahan. Kerapatan  adalah  faktor  penting  yang mempengaruhi kualitas papan. Berdasarkan SNI  03-2105-2006  nilai  kerapatan  dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Kerapatan  kg/m 3 = m V (2)
Keterangan:
m = berat (kg)
V = volume (m 3 )
Pengembangan tebal adalah besaran yang menyatakan pertambahan tebal
sampel uji. Untuk mengetahui pengembangan  tebal  dari  papan  partikel, terlebih dahulu  sampel direndam  dalam  air selama  24  jam  (1  hari).  Berdasarkan  SNI 03-2105-2006 penentuan nilai pengembangan tebal dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
Pengembangan Tebal  % = T2 − T1
T1 x 100%                                    (3)
Keterangan :
T2 = tebal setelah direndam air (m) T1 = tebal sebelum direndam air (m)
Pengujian  kuat  lentur  dilakukan untuk  mengetahui  ketahanan  suatu  bahan terhadap  pada  titik  lentur  dan  juga  untuk mengetahui  keeleksitasan  suatu  bahan (Sujasman,  2009).  Berdasarkan  SNI  03- 2105-2006  nilai  kuat  lentur  papan  partikel dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
MOR = 3. m. P 2. L. T 2 (4)
Keterangan : M = massa maksimum (kg) P = panjang sangga (m) L = lebar (m) T = tebal (m)
MOR   = Modulus Of Rupture (kg/m 2 ) Kuat  tekan  adalah  kemampuan untuk  menahan  atau  memikul  suatu  beban (ketahanan  terhadap  tekanan).  Nilai  kuat tekan papan partikel dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
P = F A (5)
Keterangan :
F = gaya tekan (kg) A = luas permukaan sampel (m 2 ) P
= kuat tekan (kg/m 2 )

## METODE  PENELITIAN
Bahan  dasar  yang  digunakan  dalam pembuatan  papan  partikel  sampah  daun kering  yaitu  daun  mangga  dan  pengikat yang  digunakan  yaitu  polivinil  asetat (PVAc).  Dalam  penelitian  ini,  papan partikel  dibuat  dalam  bentuk  ukuran  butir
yang  bervariasi,  dimana  variasi  ukuran butir yaitu ukuran butir yang lolos saringan 1,7  mm,  2,8  mm  dan  4,75  mm.  Kadar perekat  yang  digunakan  dalam  pembuatan papan  partikel  sampah  daun  kering  yaitu 46,7 %.
Proses  pembuatan  papan  partikel sampah  daun  kering  yaitu  sampah  daun mangga  terlebih  dahulu  dijemur  dibawah sinar  matahari.  Setelah  sampah  daun mangga dikeringkan digiling menjadi butir- butir  kecil  kemudian  diayak  dengan menggunakan saringan yang telah ditentukan.  Lalu  sampah  daun  mangga dicampurkan  dengan  perekat.  Setelah  itu mencetak  sampel  dengan  menggunakan cetakan berbentuk persegi. Cetakan tersebut dimasukkan kedalam mesin kempa panas  dengan  tekanan  330  x  10 4 kg/m 2 pada  suhu  100 o c  selama  20  menit.  Ukuran papan  partikel  yang  dibuat  yaitu  0,30  m  x 0,30 m x 0,01 m sebanyak tiga buah papan dari masing-masing ukuran partikel. Kerapatan  yang  diinginkan  yaitu  0,6  x  10 3 kg/m 3 .
Papan  partikel  yang  telah  siap dicetak, selanjutnya dilakukan pengeringan. Pengeringan  papan  partikel  dilakukan selama  7  hari.  Setelah  pengering,  selan- jutnya  dilakukan  pengujian  sifat  fisis  dan sifat mekanis papan partikel meliputi kadar air,  kerapatan,  pengembangan  tebal,  kuat lentur  dan  kuat  tekan.  Cara  pengujian  tiap contoh  uji mengacu pada Standar Nasional Indonesia  (SNI)  03-2105-2006  kecuali untuk pengujian kuat tekan.
Ukurn sampel yang diuji yaitu pada pengujian  kadar  air  dan  kerapatan  0,1  m  x 0,1  m,  pada  pengembangan  tebal  dan  kuat tekan  ukuran  sampel  yang  digunakan  0,05 m  x  0,05  m  sedangkan  untuk  kuat  lentur ukuran  yang  digunakan  0,25  m  x  0,05  m. Alat yang digunakan dalam pengujian yaitu Universal Testing Machine.

## HASIL
a. Hasil pengujian sifat fisis papan partikel sampah daun kering
1. Kadar air
Adapun  hasil  pengujian  kadar  air yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil Pengujian Kadar Air
No Ukuran butir lolos saringan (mm) Kadar air (%) 1 1,70 5,36 2 2,80 7,32 3 4,75 8,42
Berdasarkan  Tabel  1,  didapat  nilai kadar  air  papan  partikel  sampah  daun kering  dengan  masing-masing  ukuran  butir berkisar antara 5,36 % sampai 8,42 %.

## 2. Kerapatan
Adapun  hasil  pengujian  kerapatan yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengujian Kerapatan No Ukuran butir lolos saringan (mm) Kerapatan x 10 3 (kg/m 3 ) 1 1,70 0,73 2 2,80 0,65 3 4,75 0,62
Berdasarkan  Tabel  2,  didapat  nilai kerapatan  papan  partikel  sampah  daun kering masing-masing ukuran butir berkisar antara 0,62 x 10 3 kg/m 3 sampai 0,73 x 10 3 kg/m 3 .
3. Pengembangan Tebal Adapun  hasil  pengujian  pengem- bangan  tebal  yang  diperoleh  dapat  dilihat pada Tabel 3.
Tabel  3.  Hasil  Pengujian  Pengembangan
Tebal No Ukuran butir lolos saringan (mm) Pengembang- an tebal (%) 1 1,70 23,64 2 2,80 22,13 3 4,75 19,67
Berdasarkan  Tabel  3,  didapat  nilai pengembangan papan partikel sampah daun kering  dengan  masing-masing  ukuran  butir berkisar antara 19,67 % sampai 23,64 %.
b. Hasil pengujian sifat fisis papan partikel
sampah daun kering
1. Kuat lentur
Adapun  hasil  pengujian  kerapatan yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Pengujian Kuat Lentur No Ukuran butir lolos saringan (mm) Kuat lentur x 10 4 (kg/m 2 ) 1 1,70 13,73 2 2,80 12,30 3 4,75 9,34
Berdasarkan  Tabel  4,  didapat  nilai kuat  lentur  papan  partikel  sampah  daun kering  dengan  masing-masing  ukuran  butir berkisar  antara  9,34  x  10 4 kg/m 2 sampai 13,73 x 10 4 kg/m 2 .

## 2. Kuat Tekan
Adapun  hasil  pengujian  kuat  tean yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Hasil Pengujian Kuat Tekan
No Ukuran butir lolos saringan (mm) Kuat tekan x 10 4 (kg/m 2 ) 1 1,70 45,50 2 2,80 36,53 3 4,75 32,29
Berdasarkan  Tabel  5,  didapat  nilai kuat  tekan  papan  partikel  sampah  daun kering dengan masing-masing butir berkisar  antara  32,29  x  10 4 kg/m 2 sampai 45,50 x 10 4 kg/m 2 .

## PEMBAHASAN
a. Sifat  fisis  papan  partikel  sampah  daun kering
1. Kadar air
Grafik  hubungan  antara  variasi ukuran  butir  dengan  nilai  kadar  air  terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Grafik hubungan antara variasi ukuran butir dengan nilai kadar air
Grafik  hubungan  variasi  ukuran butir dengan nilai kadar air pada Gambar 1 menunjukkan  bahwa  jika  semakin  kecil ukuran  butir  papan  partikel  sampah  daun kering  maka  kadar  air  papan  partikel semakin  kecil.  Itu  dipengaruhi  oleh  besar atau  kecilnya  rongga  udara  antar  partikel. Hal  ini  disebabkan,  pada  saat  proses pengempaan  partikel-partikel  daun  kering dengan  suhu  yang  tinggi,  partikel-partikel tersebut  mengalami  penyusutan  sehingga partikel-partikel tersebut menjadi rapat dan rongga-rongga  udara  menjadi  kecil.  Ini sesuai  dengan  teori  menurut  Haygreen  dan Bowyer  (1989)  “dimana  papan  partikel mengalami  pengempaan  dengan  suhu  yang tinggi  sehingga  terjadi  penyusutan  dinding sel”.  Kadar  air  papan  partikel  memenuhi persyaratan SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan  kadar  air  maksimum  sebesar
< 14%.
0 5 10 0.00 2.00 4.00 6.00 K a d a r Air (% ) Ukuran Butir (mm)
2. Kerapatan
Grafik  hubungan  antara  variasi ukuran butir dengan nilai kerapatan terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik Hubungan Antara Ukuran Butir dengan Kerapatan
Dari  hasil  yang  didapat  diperoleh nilai  kerapatan  hampir  mendekati  nilai yang  ditetapkan.  Grafik  hubungan  antara variasi  ukuran butir dengan nilai  kerapatan terlihat  pada  Gambar  2,  menunjukkan bahwa  jika  semakin  kecil  ukuran  butir papan  partikel  sampah  daun  kering  maka kerapatan papan partikel semakin besar. Ini disebabkan  karena  pada  saat  proses pengempaan.
Pada  saat  proses  pengempaan,  itu dapat  mempengaruhi  ikatan  antar  partikel sehingga  ikatan  partikel  menjadi  semakin rapat. Proses pengempaan dilakukan dengan  memberikan  suhu  yang  cukup tinggi.  Hal  ini  sesuai  dengan  teori  yang didapat  dimana  dengan  menggunakan ukuran  butir  yang  kecil  menyebabkan makin  sedikit  ruang  kosong  yang  terdapat diantara  butir  sehingga  porositasnya  akan lebih kecil (Vlack, 1995). Kerapatan papan partikel  memenuhi  persyaratan  SNI  03- 2105-2006  yang  mensyaratkan  kerapa-tan berkisar antara 0,4 kg/m 3 sampai 0,9 kg/m 3 .

## 3. Pengembangan tebal
Grafik  hubungan  antara  variasi ukuran  butir  dengan  nilai  pengembangan yang terlihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik Hubungan Antara Ukuran Butir dengan Pengembangan Tebal Grafik  hubungan  antara  variasi ukuran  butir  dengan  nilai  pengembangan terlihat  pada  Gambar  3,  menunjukkan bahwa  jika  semakin  kecil  ukuran  butir papan  partikel  sampah  daun  kering  maka pengembangan tebal papan partikel semakin  besar.  Ini  disebabkan  karena terlalu  besar  penyerapan  air  yang  diserap oleh  papan  partikel  sampah  daun  kering yang  mengakibatkan  dinding  sel  semakin mengembang.  Pengembangan  papan  parti- kel  tidak  memenuhi  persyaratan  SNI  03- 2105-2006  yang  mensyaratkan  pengem- bangan tebal maksimum 12 %.
b. Hasil  pengujian  sifat  mekanis  papan partikel sampah daun kering
1. Kuat lentur
Grafik  hubungan  antara  variasi ukuran  butir  dengan  nilai  kuat  lentur terlihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik Hubungan Antara Ukuran Butir dengan Kuat Lentur
Grafik  hubungan  antara  variasi ukuran  butir  dengan  nilai  kuat  lentur
0.6 0.65 0.7 0.75 0.00 5.00 K er a p a ta n x 1 0 3 (k g /m 3 ) Ukuran Butir (mm) 0 5 10 15 20 25 0.00 5.00 Pen g em b a n g a n Te b a l (% ) Ukuran Butir (mm) 0 5 10 15 0.00 2.00 4.00 6.00 K u a t len tu r x 1 0 4 (k g /m 2 )
Ukuran Butir (mm)
terlihat  pada  Gambar  4,  menunjukkan bahwa  jika  semakin  kecil  ukuran  butir papan  partikel  sampah  daun  kering  maka kuat  lentur  papan  partikel  semakin  besar. Hal  ini  disebabkan  karena  partikel-partikel penyusun  papan  partikel  tersebut.  Partikel- partikel  tersebut  dikempa  dengan  suhu yang  tinggi  sehingga  menyebabkan  ikatan- ikatan antar partikel menjadi rapat kompak. Hal  ini  sesuai  dengan  teori  menurut Haygreen  dan  Bowyer  (1989).  Kuat  lentur papan partikel tidak memenuhi persyaratan SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan kuat lentur papan partikel min 80 x 10 4 kg/m 2 .
2. Kuat tekan
Grafik  hubungan  antara  variasi ukuran butir dengan nilai kuat tekan papan partikel  sampah  daun  kering  terlihat  pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Hubungan Antara Ukuran Butir dengan Kuat Tekan
Grafik  hubungan  antara  variasi ukuran butir dengan nilai kuat tekan terlihat pada  Gambar  5,  menunjukkan  bahwa  jika semakin  kecil  ukuran  butir  papan  partikel sampah daun kering maka kuat tekan papan partikel  semakin  besar.  Hal  ini  disebabkan karena kerapatan papan partikel. Kerapatan papan  partikel  berhubungan  langsung dengan porositasnya  yaitu proporsi volume rongga  kosong  (Haygreen  dan  Bowyer, 1989).  Dengan  menggunakan  ukuran  butir yang  kecil  dapat  menyebabkan  makin sedikit ruang kosong yang terdapat diantara butir  papan  partikel.  Sehingga  pada  saat pengujian  kuat  tekan  papan  partikel  akan memberikan  gaya  tekan  yang  besar.  Untuk
nilai  kuat  tekan  papan  partikel  SNI  03- 2105-2006 tidak menetapkan standarnya.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang telah  dilakukan  mengenai  papan  partikel sampah daun kering dengan variasi  ukuran butir  yaitu  1,7  mm,  2,8  mm  dan  4,75  mm, maka  dapat  diambil  kesimpulan  sebagai berikut:
1. Adanya  pengaruh  ukuran  butir  papan partikel  sampah  daun  kering  terhadap sifat  fisis  papan  partikel  sampah  daun kering.  Dimana  semakin  kecil  ukuran butir papan partikel maka nilai kadar air semakin menurun sedangkan nilai kerapatan  dan  pengembangan  tebal semakin meningkat. Hasil nilai sifat fisis papan partikel sampah daun kering yang diperoleh,  memenuhi  standar  SNI  03- 2105-2006,  kecuali  nilai  pengembangan tebal.
2. Adanya  pengaruh  ukuran  butir  papan partikel  sampah  daun  kering  terhadap sifat  mekanis  papan  partikel  sampah daun  kering.  Dimana  semakin  kecil ukuran  butir  papan  partikel  maka  nilai kuat  lentur  dan  kuat  tekan  semakin meningkat.  Hasil  nilai  sifat  mekanis papan partikel sampah daun kering yang diperoleh,  belum  mencapai  memenuhi standar SNI 03-2105-2006.

## DAFTAR  PUSTAKA
G.kay  NEMLÜ  dan  G.rsel  .OLAKOÚLU.
2004. Effects  of  Mimosa  Bark Usage  on  Some  Properties  of Particleboard .  Turkey:  Karadeniz Technical  University,  Faculty  of Forestry.
Hamdi,  Khairul.  2002. Optimasi  Ukuran Butir Terhadap Sifat Fisis Batubata Komposit  Dengan  Bahan  Penguat Serat Kayu . Padang: Fisika,Fakultas Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang. Haygreen, John G & Jim L. Bowyer. 1989.
Hasil  Hutan  dan  Ilmu  Kayu ,  Suatu
0 10 20 30 40 50 0.00 2.00 4.00 6.00 K u a t te k a n x 1 0 4 (k g /m 2 ) Ukuran Butir (mm)
Pengantar.  Yogyakarta:  Universitas Gajah Mada-Press.
Masturi, Hasniah Aliah, Mahardika Prasetya  Aji,  Adi  Ardian  Sagita, Minsyahril  bukit,  Euis  Sustini, Khairurrijal dan Mikrajurdin Abdullah,  2011. Effect  of  Silica Nanoparticle on Compressive Strength of Leaves-Waste Composite . Bandung: Fakultas Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung. Standar  Nasional  Indonesia.  2006. Papan Partikel (SNI 03-2105-2006). Badan Standardisasi Nasional.
Vlack,  Lawrence  H.  Van.  1995. Ilmu  dan Teknologi  Bahan  Edisi  Kelima. Jakarta: Erlangga.