Perpustakaan Digital ITB

Penumpukan sampah domestik merupakan permasalahan lingkungan yang memerlukan penanganan serius. Pengolahan sampah dengan rekayasa komposit bisa menjadi solusi terhadap masalah tersebut. Selain terjadi penurunan sampah dengan tanpa menghasilkan sampah baru, diharapkan papan komposit yang dihasilkan memiliki kekuatan menyamai papan albasiah atau papan partikel. Untuk meningkatkan kegunaan komposit dan melihat maraknya kebakaran di pemukiman penduduk, pada komposit ditambahkan serbuk anti bakar berbasis fosfor. Papan komposit sampah domestik dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan untuk pemukiman penduduk miskin. Sampah langsung variatif jenisnya dan berubah setiap hari, sehingga perlu diketahui komposisi rata-rata sampah dengan melakukan sampling sampah di berbagai tempat pembuangan sampah di Kota Bandung. Sampah dibagi menjadi lima komponen utama, melalui perhitungan statistik, diperoleh komposisi rata-rata sampah Kota Bandung yaitu sampah organik 53,49%; plastik 21,73%; kertas 11,99; kain 9,06%; dan lain-lain 3,75%. Komposisi ini digunakan sebagai acuan percobaan skala laboratorium, dengan menghilangkan komponen lain-lain. Kekuatan komposit ditentukan oleh matriks, serat penguat, dan antarmuka serat-matriks. Pada penelitian ini digunakan sampah organik, plastik, kertas dan kain sebagai filler serta polivinil acetat (PVAc) sebagai matriks. Pembuatan komposit menggunakan moteda simple mixing dan hot-pressing. Pada sampah tidak ada perlakuan awal secara kimiawi, hanya proses fisika dengan dikeringkan, lalu dihaluskan dan dibuat serpihan (flake) untuk plastik, kertas dan kain. Perlakuan kimiawi serat organik akan membersihkan serat dari getah sehingga menghasilkan ikatan lebih kuat antara serat dan matriks, tetapi akan dihasilkan limbah kimia baru. Ukuran dan fraksi massa serat penguat akan menentukan kekuatan komposit. Tahap awal dibuat komposit dengan penguat tepung sampah organik yang merupakan campuran berbagai sayuran. Dilakukan penambahan berbagai serat alami (sabut kelapa, bambu, dan sekam padi) yang divariasi ukurannya. Hasil menunjukkan ukuran serat berpengaruh pada kekuatan komposit. Pada komposisi 13 g massa sampah organik kasar, 2,6 g PVAc dan 13ml air, diperoleh kekuatan maksimum mencapai 40 MPa, dengan parameter hot-press beban tekan 2 ton, suhu 125° C selama 30 menit dan 30 menit berikutnya pada suhu ruangan. Sampel komposit dibiarkan di udara terbuka selama 4 hari sebelum dilakukan uji kekuatan tekan. Telah dibuat komposit sampah domestik dengan filler campuran sampah organik bentuk serat dan tepung, plastik, kertas, kain. Untuk meningkatkan kekuatan, dilakukan variasi massa PVAc, temperatur, tepung sampah terhadap massa total sampah organik, plastik, kertas, kain yang dilakukan secara berurutan. Setiap tahapan variasi menggunakan parameter optimum dari tahap sebelumnya. Hasilnya, diperoleh komposisi optimum (PVAc : 3 g; sampah kasar : 5 g; tepung sampah : 4 g; kertas : 2,5 g; plastik : 1 g; kain : 1 g dan temperatur 250° C) dengan kekuatan tekan 60 MPa. Penambahan silika ukuran 30 μm menaikkan kekuatan sedikit, sedangkan panambahan silika ukuran 10 μm dan 75 nm malah menurunkan kekuatan komposit. Kekuatan komposit sampah domestik sangat ditentukan oleh variatifnya jenis dan ukuran serat penguat. Penambahan serbuk anti bakar berbasis fosfor berhasil memperlambat laju pembakaran, baik pada metode mixing maupun metode coating. Metode mixing lebih simpel tetapi menurunkan kekuatan sedikit, sedangkan pada metode coating dengan penggunaan tiga jenis perekat (PVAc, epoksi resin, urea formaldehid) terdapat kelemahan yaitu pada penggunaan epoksi yang lama kering dibandingkan urea formaldehid, sedangkan PVAc sukar bercampur dengan serbuk anti bakar. Hasil pengukuran Thermogravimetric Analysis (TGA) dan Differential Scanning Calorimetry (DSC), menunjukkan ketahanan api yang lebih baik pada penggunaan epoksi resin. Telah dibuat alat uji bakar dengan variabel pengukuran suhu, waktu dan tampilan visual hasil pembakaran. Pada uji bakar terhadap tiga jenis papan, menunjukkan ketahanan api papan komposit sampah lebih baik dari papan kayu albasiah dan papan partikel. Hal ini disebabkan unsur penyusun komposit yang variatif (berbagai komponen sampah dan perekat) dibanding kayu (sejenis) dan papan partikel (serbuk kayu dan perekat). Penambahan massa serbuk anti bakar akan semakin memperlambat laju pembakaran, tetapi terdapat pengecualian pada massa tertentu penambahan serbuk malah meningkatkan laju pembakaran. Pengecualian ini terjadi pada penggunaan semua perekat (PVA, epoksi, urea formaldehid). Terdapat massa optimum dalam menahan laju pembakaran. Pada pembuatan papan komposit ukuran besar (10,8 x 16,8) cm2 dilakukan beberapa perbaikan meliputi: pembuatan serat sampah organik dengan ukuran variatif cukup dengan satu kali proses milling sehingga lebih efisien dan penambahan serat glass sebagai struktur penguat dengan metode laminasi pada bagian tengah papan komposit. Pada uji kekuatan tekan dan uji lentur terhadap papan komposit tanpa dan dengan serat glass, papan partikel produk bagus dan sedang, kayu albasiah, borneo dan tikblok menunjukkan bahwa papan komposit dengan serat glass menghasilkan kekuatan tekan menyamai kayu albasiah dan papan partikel. Pada proses hot-press, pemanasan dilakukan berulang-ulang dengan suhu dan lama pemanasan pada tahap kedua dan selanjutnya diturunkan untuk mencegah kerusakan bahan. Diharapkan PVAc akan membasahi seluruh bagian filler sehingga meningkatkan kekuatan komposit. Hasil uji tekan dan uji lentur menunjukkan pemanasan berulang-ulang berhasil semakin meningkatkan kekuatan komposit.