Pendugaan Sifat Mekanis Lentur Papan Partikel Beberapa Jenis Kayu Cepat Tumbuh Pengujian secara Nondestruktif dengan Metode Stress-Wave Velocity

Abstract

INTRODUCTION: Particle board is one of wood based panel that made without requires the high quality of raw materials. There are two kinds of mechanical testing namely destructive and nondestructive. Ones widely used in nondestructive testing is stress-wave technique. The study is purpose to measure mechanical bending properties and to predict the model developed from nondestructive stress wave velocity technique on those properties. MATERIAL AND METHODS: The particles used were sengon, africa wood, and mangium. The dimensions of particle were fine, medium and wool/excelsior. Adhesives was used diphenyl methane diisocyanate (MDI) with concentration of 12% from oven dry weight of raw materials. The boards were tested using nondestructive technique with Metriguard 239 A to get a value of sound wave propagation (stress wave velocity, SWV). Furthermore, this value was used to determine the value of dynamic MOE. Destructive testing of static MOE and MOR (modulus of rupture) were determine using UTM Instron 3369 refering to JIS A 5908 : 2003. RESULT AND DISCUSSION: The value of SWV and mechanical bending properties (MOE and MOR) increased with increasing the particle dimension. Particle board which have target density of 1,0 g/cm3 arranged of wool, have the highest value in SWV and mechanical bending strength (MOEd, MOEs, and MOR) of sengon, africa wood and mangium. Analysis of variance in significance level of 5% indicated that the moisture content, SWV, and MOR of sengon particle board is effected by interaction between different particles dimension and target density. But, MOEs and MOEd value were effected only by density target. In africa wood board, interaction between particles dimension and target density were influenced on SWV, MOEd, and MOR. Those interaction were also effected on those SWV and bending properties for mangium wood. There was a close relationship between the SWV with the mechanical bending properties of particle board (MOE and MOR). It was shown by value of average coefficient of determination (R2) of more than 0,8 g/cm3 for all particle boards made from tropical fast growing species in linear regression model developed. Based on that, the mechanical bending properties value of particle boards may be suspected by either use a nondestructive method, based on stress wave velocity.

Papan partikel merupakan produk turunan kayu yang dibuat tanpa menyaratkan mutu bahan baku yang tinggi. Ada dua macam pengujian kualitas kayu dan produk turunan kayu yaitu pengujian yang merusak (destruktif) dan tanpa merusak bahan (nondestruktif). Salah satu metode nondestruktif yang banyak digunakan adalah metode kecepatan rambatan gelombang suara (stress-wave velocity, SWV). Penelitian ini bertujuan menghitung dan menduga model sifat mekanis lentur papan partikel. Papan partikel dibuat dari beberapa kayu cepat tumbuh (sengon, afrika, dan mangium). Ukuran partikel yang digunakan yaitu halus, sedang, dan wol. Bahan perekat yang digunakan diphenyl methane diisocyanate (MDI) dengan konsentrasi 12% dari berat kering tanur bahan baku. Papan partikel tersebut diuji secara nondestruktif dengan menggunakan alat Metriguard 239 A untuk mengetahui nilai rambatan gelombang suara (stress wave velocity, SWV) yang selanjutnya nilai tersebut digunakan untuk menentukan nilai modulus elastisitas dinamis (MOEd). Pengujian destruktif menggunakan alat UTM merk Instron tipe 3369 yang mengacu pada standar JIS A 5908 : 2003 untuk menentukan nilai MOE statis dan MOR (modulus patah). Semakin besar ukuran partikel dan semakin tinggi kerapatan papan partikel maka nilai SWV dan sifat mekanis lentur (MOEd, MOEs, dan MOR) juga semakin meningkat. Papan partikel yang disusun oleh partikel wol dan kerapatan target 1,0 g/cm3 memiliki nilai SWV, MOEd, MOEs dan MOR yang paling tinggi pada semua jenis kayu. Hasil analisis ragam pada level signifikan 5% menunjukkan papan partikel dari jenis sengon nilai kadar air, SWV, dan MOR dipengaruhi oleh interaksi antara ukuran partikel dan kerapatan target yang berbeda namun nilai MOEd dan MOEs hanya dipengaruhi oleh kerapatan target. Papan partikel dari jenis kayu afrika interaksi ukuran partikel dan kerapatan target memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kadar air, SWV, MOEd, MOEs, dan MOR. Untuk papan partikel mangium, hanya nilai kadar air yang tidak dipengaruhi interaksi ukuran partikel dan kerapatan target sedangkan nilai SWV, MOEd, MOEs dan MOR interaksi keduanya memberikan pengaruh yang nyata. Terdapat hubungan yang erat antara SWV dengan sifat mekanis lentur papan partikel (MOE dan MOR) yang ditunjukkan oleh nilai rata-rata koefisien determinasi (R2) yang lebih besar dari 0,80 pada semua papan partikel yang dibuat dari jenis kayu cepat tumbuh dengan model pendugaan yang nyata. Berdasarkan hal tersebut nilai sifat mekanis lentur papan partikel dapat diduga dengan baik menggunakan metode nondestruktif berdasarkan kecepatan rambatan gelombang suara (stress wave velocity, SWV).