ANALISIS KEKUATAN TEKAN TEGAK LURUS SERAT PERMUKAAN PANEL CROSS LAMINATED TIMBER KAYU MANII (Maesopsis eminii Engl.)
GUNAWAN ANGGI SEPUTRO
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Kekuatan Tekan Tegak Lurus Serat Permukaan Panel Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2015
Gunawan Anggi Seputro NIM E24110035
ABSTRAK GUNAWAN ANGGI SEPUTRO. Analisis Kekuatan Tekan Tegak Lurus Serat Permukaan Panel Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.). Dibimbing oleh SUCAHYO SADIYO Cross Laminated Timber (CLT) merupakan panel yang dihasilkan dari perekatan lamina-lamina yang disusun secara bersilangan satu dengan yang lainnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan pengaruh orientasi sudut lamina terhadap kekuatan tekan tegak lurus serat cross laminated timber kayu Manii (Maesopsis eminii Engl). Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian sifat fisik (kadar air, kerapatan, pengembangan penyusutan, dan delaminasi) dan sifat mekanis (keteguhan rekat dan kekuatan tekan). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat fisik berpengaruh terhadap kekuatan tekan. Hasil penelitian kekuatan tekan serat menunjukkan berdasarkan posisi pembebanan maka posisi plat beban di pinggir menghasilkan kekuatan tekan yang lebih rendah dibandingkan posisi plat ditengah. Hasil kekuatan tekan menginformasikan bahwa tipe pembebanan P﬩ (plat beban diletakkan ditengah tegak lurus permukaan) memiliki nilai kekuatan tertinggi. Kata kunci: cross laminated timber, kekuatan tekan tegak lurus serat, kayu manii, orientasi sudut ABSTRACT GUNAWAN ANGGI SEPUTRO. Analysis of Compression Strength Perpendicular to Grain In Cross Laminated Timber Made from Manii Wood. Supervised by SUCAHYO SADIYO. Cross laminated timber (CLT) is a timber panel produced by gluing cross wise oriented layers of laminates together. The objectives of this research used to determine of the influence of orientation angle of the lamina cross laminated timber of Manii wood on compression strength perpendicular to grain. Testing conducted were physical properties (moisture content, density, thickness swelling, and delamination test) and mechanical properties (bonding strength and compression test). Physical properties were significantly to compression strength. Compression strenght with line load show that the edge load position was lower than the central load position. The results of the compression strength to inform the type of load P﬩ (load plate placed in the middle perpendicular to the surface) have the highest strength. Keywords: cross laminated timber, compression strenght perpendicular to grain, manii wood, angle orientation.
ANALISIS KEKUATAN TEKAN TEGAK LURUS SERAT PERMUKAAN PANEL CROSS LAMINATED TIMBER KAYU MANII (Maesopsis eminii Engl.)
GUNAWAN ANGGI SEPUTRO
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang berjudul Analisis Kekuatan Tekan Tegak Lurus Serat Permukaan Panel Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) ini dilaksanakan mulai dari awal Desember 2014 sampai dengan April 2015. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran. Terima kasih kepada Mas Irfan, Bapak Kadiman, Bapak Suhada dan Ibu Esti selaku laboran yang setia membantu dalam pengerjaan penelitian. Terima kasih kepada teman teman THH 48 dan keluarga Fahutan. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada bapak, ibu, kakak serta seluruh keluarga, atas segala doa dan dukungannya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
Gunawan Anggi Seputro
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
2
Prosedur Penelitian
2
Analisis Data
6
HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Sifat Fisik Panel CLT Karakteristik Sifat Mekanik Panel CLT SIMPULAN DAN SARAN
7 7 11 16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
17
LAMPIRAN
19
RIWAYAT HIDUP
24
DAFTAR TABEL 1 Analisis keragaman kekuatan tekan tegak lurus serat kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina dan tipe pengujian 2 Rataan deformasi (mm) menurut tipe pembebanan dan orientasi sudut lamina pada batas proporsional 3 Rataan deformasi (mm) beban maksimum menurut tipe pembebanan dan orientasi sudut lamina
11 14 15
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Pengambilan contoh uji sifat fisik dan sifat mekanik panel CLT Delaminasi rendaman air panas (a) dan rendaman air dingin (b) Contoh uji geser rekat (a) dan pengujian kekuatan geser rekat (b) Posisi pembebanan tekan panel CLT Kadar Air panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina Kerapatan panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina Pengembangan dan Penyusutan volume panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina Delaminasi air dingin dan air panas panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina Keteguhan geser rekat panel CLT kayu Manii Berdasarkan orientasi sudut lamina Kekuatan tekan berdasarkan posisi pembebanan panel CLT kayu Manii Beban Batas Maksimum Kekuatan tekan berdasarkan posisi pembebanan panel CLT kayu Manii Beban Batas Proporsional Tipe kerusakan kekuatan tekan pada posisi pembebanan panel CLT kayu Manii
3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 13 15
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8
Rekaman data sifat fisik panel CLT Manii Rekaman data uji delaminasi panel CLT Rekaman data uji keteguhan geser rekat panel CLT Kekuatan tekan panel pada batas proporsional CLT kayu Manii berdasarkan posisi pembebanan dan orientasi sudut lamina Kekuatan tekan panel beban maksimum CLT kayu Manii berdasarkan posisi pembebanan dan orientasi sudut lamina Deformasi pada batas proporsional CLT kayu Manii berdasarkan posisi pembebanan Deformasi pada beban maksimum CLT kayu Manii berdasarkan posisi pembebanan Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan pengaruh perlakuan tipe pengujian dari dua orientasi sudut lamina terhadap beban, deformasi dan kekuatan tekan tegak lurus serat Panel CLT
19 19 19 20 20 20 20
21
PENDAHULUAN Latar Belakang Industri konstruksi mengalami perubahan terus-menerus untuk memenuhi persyaratan pembangunan berkelanjutan. Konsumen menghendaki suatu bahan dengan sifat mekanik tinggi, tahan lama, sedikit tenaga kerja, dan layanan yang intensif dengan harga yang kompetitif. Dalam upaya memenuhi harapan tersebut banyak produk rekayasa kayu telah dikembangkan selama satu dekade terakhir. Salah satu produk yang menjanjikan dan memenuhi kriteria tersebut adalah cross laminated timber (CLT). CLT merupakan produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan cara menyusun lapisan kayu secara bersilangan (biasanya 90°) dan direkatkan satu sama lain (FPInnovations 2013). Lapisan kayu yang bersilangan satu sama lain mengakibatkan kekuatan kayu terdistribusi secara merata pada kedua arah serat kayu sehingga CLT memiliki keseragaman kekuatan dan sifat. Secara struktural, CLT memiliki kinerja yang sebanding dengan beton atau baja, dengan berat yang relatif lebih ringan (Mallo dan Ezpinoza 2014). Menurut FWPA (2011), CLT memiliki sifat struktural yang lebih baik dari kayu gergajian dan proses laminasi silang pada CLT dapat meningkatkan kekuatan belah dan kekuatan sambungan. Perkins dan McCloskey (2010) menyatakan bahwa bangunan dari CLT memiliki keunggulan dalam isolasi suara, perlindungan api, ketahanan gempa, stabilitas dimensi dan dapat diketam/diamplas. Selama dua dekade terakhir, penggunaan CLT di Eropa telah mengalami peningkatan pertumbuhan (Crespell dan Gagnon 2011), dan mendapat pangsa pasar di Australia dan Canada. Kayu Manii merupakan jenis pohon cepat tumbuh dan serba guna. Menurut Abdurachman dan Hajib (2006), kayu Manii tergolong kedalam kelas kuat III-IV dan kelas awet III-IV. Penggunaan kayu Manii sebagai bahan baku CLT merupakan upaya pemanfaatan kayu dari hutan tanaman dan hutan rakyat. Hasil penelitian Mardiyanto (2012) mengenai pembuatan panel CLT kayu Manii menggunakan perekat isosianat, menunjukkan panel CLT yang dibuat mempunyai stabilitas dimensi yang baik serta kekakuan dan kekuatan lentur yang tinggi. CLT umumnya digunakan pada arah sejajar dan arah tegak lurus. Tekanan pada arah tegak lurus serat pada CLT akan menyebabkan banyak masalah sehingga perlu dilakukan penelitian terhadap kekuatan tekan tegak lurus serat panel CLT. Perbedaan orientasi sudut lamina diduga mempengaruhi kekuatan tekan tegak lurus serat CLT kayu Manii. Penelitian mengenai kekuatan tekan tegak lurus CLT yang dilakukan Hasuni et al (2009) dan Serrano dan Equist (2010) dimana kayu dengan kerapatan 400-439 kg m-3 menghasilkan kekuatan tekan sebesar 2.9 MPa sampai 5.8 MPa. Perumusan Masalah Kayu Manii merupakan salah satu jenis fast growing species yang serbaguna. Kekuatan yang rendah dari jenis ini membatasi kualitas penggunaannya sebagai bahan baku struktural. Panel CLT merupakan produk rekayasa kayu dengan menyusun papan-papan secara bersilangan kemudian direkatkan. Tekanan pada arah tegak lurus serat pada panel CLT akan menyebabkan banyak masalah. Panel CLT dari kayu Manii sebagai komponen
2
struktural bangunan rumah perlu diketahui karakteristiknya dalam pengujian kekutan tekan tegak lurus serat panel CLT kayu Manii dengan orientasi sudut lamina 45° dan sudut lamina 90°. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh orientasi sudut lamina terhadap kekuatan tekan tegak lurus serat cross laminated timber kayu Manii (Maesopsis eminii Engl). Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah mengenai pengaruh orientasi sudut lamina cross laminated timber kayu Manii terhadap kekuatan tekan tegak lurus serat dan sebagai pengembangan pengunaan kayu fast growing species sebagai bahan baku CLT.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember-April 2015. Persiapan bahan baku dilaksanakan di Laboratorium Pengerjaan Kayu. Pengujian sifat fisik contoh uji dilaksanakan di Laboratorium Anatomi dan Fisika Kayu Bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan pengujian sifat mekanik dilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Kayu Bagian Rekayasa Desain dan Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah CLT kayu Manii dengan orientasi sudut lamina 45° dan sudut lamina 90° mengunakan perekat isosianat yang didapat dari penelitian sebelumnya oleh Samuel Lumbanraja (2014). Alat yang digunakan meliputi Universal Testing Machine (UTM) merek Baldwin kapasitas 30 Ton, UTM merek Instron kapasitas 5 Ton, data logger, tranducer, circular saw, oven, kaliper, desikator, timbangan, water bath, plat baja ukuran 5cm x 20cm. Prosedur Penelitian Prosedur pengujian panel CLT dari kayu Manii secara garis besar diawali dengan pembuatan contoh uji berupa pemotongan panel CLT. Tahap selanjutnya dilakukan pengujian sifat fisik dan sifat mekanik. Pembuatan Contoh Uji Panel CLT ukuran (15cm x 90cm x 150cm) yang terdiri dari lima lapisan dengan ukuran tebal papan tiga cm yang disusun menurut sudut lamina 45° dan 90° di potong dengan ukuran uji tekan tegak lurus serat standar pengujian glulam yang dimodifikasi dengan ukuran 20cm x 20cm (Serano dan Enquist 2010).
3
Pengambilan contoh uji sifat fisik dan mekanik pada panel CLT disajikan pada Gambar 1.
Keterangan : A : Pengujian sifat fisik (kadar air, kerapatan, dan pengembangan penyusutan) B : Pengujian kekuatan geser rekat CX : Delaminasi air panas CY : Delaminasi air dingin D : Pengujian kekuatan tekan tegak lurus serat Gambar 1 Pengambilan contoh uji panel CLT kayu Manii Pengujian Sifat Fisik Panel CLT Sifat fisik CLT yang diuji adalah kadar air, kerapatan, pengembangan penyusutan dengan ukuran contoh uji 15cm x 5cm x 5cm (tebal, lebar, panjang) dan delaminasi dengan ukuran contoh uji 15cm x 7,5cm x 7,5cm (tebal, lebar, panjang). Pengujian sifat fisik (kadar air, kerapatan, pengembangan penyusutan) dilakukan berdasarkan standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Specimen of Timber. Pengujian delaminasi dilakukan berdasarkan standar Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber Notification no.234 tahun 2003 (JPIC 2003) Kadar Air Kadar air ditentukan dengan menggunakan metode gravimetri. Contoh uji ditimbang beratnya (BA), lalu dimasukkan kedalam oven dengan suhu (103±2)° C hingga beratnya konstan (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus : KA (%) =
𝐵𝐴−𝐵𝐾𝑇 𝐵𝐾𝑇
𝑥 100
Kerapatan Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat persatuan volume. Contoh uji di ukur volumenya (VA) dan berat kering udara (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan rumus : Kerapatan (𝜌) =
𝐵𝐾𝑈 𝑉𝐴
4
Shringkage / Swelling (Pengembangan Penyusutan Dimensi Kayu) Pengujian penyusutan kayu dirumuskan sebagai selisih antara volume kering udara (VKU) dengan volume kering tanurnya (VKT) dibandingkan dengan volume awalnya. Contoh uji kerapatan dan kadar air digunakan juga dalam menentukan penyusutan kayu. Contoh uji diukur tebal, lebar, dan panjang sehingga diketahui volume awalnya. Contoh uji di oven (103±2)° C selama 24 jam kemudian dihitung volumenya. Nilai penyusutan volume dihitung dengan rumus : Penyusutan Volume (%) =
𝑉𝐾𝑈−𝑉𝐾𝑇 𝑉𝐾𝑈
𝑥 100
Pengujian pengembangan dapat dirumuskan sebagai selisih antara volume basah (VBS) dengan volume kering udara (VKU) dibandingkan dengan volume kering udaranya Contoh uji diukur tebal, lebar, dan panjang sehingga diketahui volume awalnya. Contoh uji di rendam dalam air selama ± 1 minggu, dengan asumsi selama waktu tersebut contoh uji telah mencapai KA basah (KA diatas TJS) kemudian dihitung volumenya. Nilai pengembangan volume dihitung dengan rumus : Pengembangan Volume (%) =
𝑉𝐵𝑆−𝑉𝐾𝑈 𝑉𝐾𝑈
𝑥 100
Delaminasi Pengujian delaminasi dapat dirumuskan sebagai panjang garis rekat yang terbuka dibagi dengan panjang garis rekat dinyatakan dalam persen. Penentuan delaminasi contoh uji dilakukan dengan dua cara yaitu perendaman dalam air dingin dan air panas. Perendaman dalam air dingin dilakukan dengan merendam contoh uji dalam air dengan suhu ruangan selama 6 jam, kemudian contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (40±3)° C selama 18 jam. Perendaman dalam air panas dilakukan dengan merebus contoh uji dalam air mendidih 100° C selama 4 jam, kemudian dilakukan dengan merendam dalam air pada suhu ruangan selama 1 jam. Setelah itu, contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (70±3)° C selama 18 jam, kemudian dilakukan pengukuran persentase lepasnya bagian garis rekat antar lamina (rasio delaminasi) dengan rumus : Rasio Delaminasi (%) =
𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔𝑔𝑎𝑟𝑖𝑠𝑟𝑒𝑘𝑎𝑡𝑦𝑎𝑛𝑔𝑡𝑒𝑟𝑏𝑢𝑘𝑎 (𝑐𝑚) 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔𝑔𝑎𝑟𝑖𝑠𝑟𝑒𝑘𝑎𝑡𝑦𝑎𝑛𝑔𝑑𝑖𝑟𝑒𝑘𝑎𝑡 (𝑐𝑚)
𝑥 100
(a) (b) Gambar 2 Delaminasi rendaman air panas (a) dan rendaman air dingin (b)
5
Pengujian Sifat Mekanik Panel CLT Sifat mekanik yang diuji adalah kekuatan geser rekat dan kekuatan bidang panel CLT. Kekuatan geser rekat menggunakan standar ASTM D 143 (2005), pengujian kekuatan bidang panel mengacu pada penelitian Serrano dan Equist (2010). Keteguhan Geser Rekat Kekuatan geser rekat merupakan perbandingan antara beban maksimum di bandingkan dengan luas bidang rekat. Nilai kekuatan geser rekat dihitung dengan rumus : 𝐵𝑒𝑏𝑎𝑛𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 (𝑘𝑔)
Kekuatan geser rekat (kg cm-²) = 𝐿𝑢𝑎𝑠𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛𝑦𝑎𝑛𝑔𝑑𝑖𝑟𝑒𝑘𝑎𝑡 (𝑐𝑚2 )
(a) (b) Gambar 3 Contoh uji geser rekat (a) dan pengujian keteguhan geser rekat (b) Kekuatan bidang panel CLT Pengujian tekan tegak lurus serat permukaan panel CLT menggunakan plat baja dengan pembebanan pada permukaan panelnya dianalogkan sebagai panel struktural untuk penggunaan lantai bangunan. Sampel pengujian kekuatan tekan tegak lurus, di ambil dari CLT berukuran 15cm x 90cm x 150cm. Contoh uji di potong dengan ukuran dimensi tebal, lebar, dan panjang masing-masing 15cm x 20cm x 20cm (Serrano dan Enquist 2010). Proses pengujian dilakukan dengan memberi beban berupa beban segaris atau line load pada arah tegak lurus serat menggunakan plat baja ukuran 5cm x 20cm. Pembebanan dilakukan dengan empat macam posisi peletakan beban (Gambar 4), yaitu : 1. Posisi T//, plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat sejajar serat kayu pada permukaan CLT. 2. Posisi T﬩, plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat tegak lurus serat kayu pada permukaan CLT. 3. Posisi P//, plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat sejajar serat kayu pada permukaan CLT.
6
4. Posisi P﬩, plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat beban tegak lurus serat kayu pada permukaan CLT. Total sampel pengujian tekan CLT adalah 24 sampel. Pengujian menggunakan UTM Baldwin dengan data keluaran berupa beban dan deformasi. Pada masingmasing posisi pengujian dilakukan sebanyak 3 kali ulangan. Beban tersebut merupakan beban pada batas proporsional yang dapat diterima oleh contoh uji. Nilai kekuatan tekan tegak lurus serat dihitung dengan rumus : 𝐵𝑒𝑏𝑎𝑛 (𝑘𝑔) Kekuatan tekan tegak lurus serat (kg cm-²) = 𝐿𝑢𝑎𝑠𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 (𝑐𝑚2 )
Gambar 4a Posisi pembebanan T//
Gambar 4b Posisi pembebanan T﬩
Gambar 4c Posisi pembebanan P//
Gambar 4d Posisi pembebanan P﬩
Gambar 4 Posisi pembebanan tekan panel CLT (Keterangan : ↔ arah serat kayu) Analisis Data Sebaran data rataan sifat fisikdan mekanik panel CLT ditampilkan dalam bentuk histrogram menggunakan standar deviasi. Analisis data sifat fisik (kadar air, kerapatan, pengembangan penyusutan volume, dan delaminasi) dan kekuatan geser rekat pengamatan dilakukan dengan menggunakan metode deskriptif kuantitatif. Analisis data untuk kekuatan tekan tegak lurus serat permukaan panel CLT menggunakan metode analisis ragam rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan dua faktor perlakuan yaitu orientasi sudut lamina dan tipe pembebanan. Faktor perlakuan orientasi sudut lamina (A) mempunyai dua taraf perlakuan yaitu orientasi sudut lamina A1 (45°), dan A2 (90°). Faktor perlakuan
7
tipe pembebanan (B) mempunyai empat taraf perlakuan yaitu B1(T//), B2(T﬩), B3(P//), dan B4(P﬩). Tiap kombinasi perlakuan dengan tiga ulangan sehingga menghasilkan CLT sebanyak 24 panel. Model linier aditif dari rancangan ini menurut Mattjik dan Sumertajaya (2006) adalah : Yijk = μ + Ai + Bj + (AB)ij +εijk Dimana: Yijk : Nilai pengamatan ke-k dalam orientasi sudut ke-i, tipe pembebanan ke-j μ : Nilai rata-rata harapan Ai : Pengaruh utama dari orientasi sudut lamina Bj : Pengaruh utama dari tipe pembebanan (AB)ij : Pengaruh interaksi dari orientasi sudut lamina dan tipe pembebanan εijk : Galat percobaan Apabila pengaruh tipe pengujian dan jenis orientasi sudut nyata pada tingkat kepercayaan 95%, maka pengolahan dan analisis data dilanjutkan dengan menggunakan uji beda wilayah Duncan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisik Sifat fisik panel CLT kayu Manii yang diuji yaitu, kerapatan (ρ), kadar air, pengembangan volume, penyusutan volume, delaminasi air panas, dan delaminasi air dingin. Hasil rata rata pengujiansifat fisik panel CLT kayu Manii disajikan pada Gambar 5 s/d Gambar 8. Kadar Air Menurut FPL (2010) kadar air merupakan jumlah air yang terkandung dalam kayu, biasanya dinyatakan dalam persentase dari berat kering tanurnya. Nilai kadar air panel CLT 45° dan panel CLT 90° disajikan dalam Gambar 5. 25
Kadar Air (%)
20 16.52
16.05
CLT 45°
CLT 90°
15 10 5 0
Gambar 5 Kadar air panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina
8
Berdasarkan Gambar 5 sebaran data kadar air CLT 45° dan CLT 90° tidak jauh berbeda. Sebaran nilai kadar air panel CLT 45° berkisar 15.91% sampai 16.23%, sedangkan sebaran nilai kadar air panel CLT 90° berkisar 16.35% sampai 16.67%. Nilai rata-rata kadar air panel CLT 45° dan panel CLT 90° masingmasing 16.52% dan 16.05%. Kadar air akan berpengaruh terhadap sifat mekanik laminasi yang mensyaratkan kadar air ≤ 13% (JAS 2003). Kayu akan mengalami kadar air kesetimbangan sesuai dengan kondisi kesetimbangan. Data kadar air yang dihasilkan sesuai dengan kisaran besarnya nilai kadar air kering udara untuk iklim Indonesia yaitu sebesar 12-20% (Praptoyo 2010). Menurut Golzow et al (2011) kadar air panel CLT akan mempengaruhi kekuatan lentur dan geser, yang pada prinsipnya kekakuan bahan menurun dengan meningkatnya kadar air dalam kisaran higroskopis. Sifat mekanik kayu dipengaruhi perubahan kadar air dibawah titik jenuh serat. Penurunan kadar air ini menyebabkan dinding sel mengalami pengerasan dan pengkakuan (Mardikanto 2011). Semakin kering kayu mengakibatkan meningkatnya nilai kekuatan kayu. Kerapatan Menurut FPL (2010) kerapatan merupakan rasio massa kayu terhadap volumenya dalam kondisi kering udara. Nilai kerapatan panel CLT 45° dan panel CLT 90° disajikan dalam Gambar 6.
Kerapatan (g cm-³)
0.5 0.40
0.41
CLT 45°
CLT 90°
0.4 0.3 0.2 0.1 0
Gambar 6 Kerapatan panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina Berdasarkan Gambar 6 sebaran data kerapatan CLT 45° dan CLT 90° tidak jauh berbeda. Sebaran nilai kerapatan panel CLT 45° berkisar 0.40 g cm-³ sampai 0.41 g cm-³, sedangkan sebaran nilai kadar air panel CLT 90° berkisar 0.39 g cm-³ sampai 0.42 g cm-³. Nilai rata-rata kerapatan panel CLT 45° dan panel CLT 90° masing-masing 0.40g cm-³ dan 0.41 g cm-³. Menurut klasifikasi kelas kuat kayu di Indonesia kayu Manii termasuk kelas kuat III-IV dengan berat jenis rata-rata 0.39-0.44 (Abdurachman dan Hajib 2006). Mardikanto et al (2011) menyatakan semakin besar berat jenis dan kerapatan kayu semakin kuat kayu tersebut. Tinggi berat jenis kayu disebabkan
9
banyaknya kandungan zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel kayu dimana kekuatan kayu terletak pada dinding sel kayu. Nilai kekuatan pada panel CLT sangat tergantung pada kerapatan bahan dan orientasi lingkaran tahun pada papan (Serano dan Enquist 2010). Pengembangan dan Penyusutan Volume Pengembangan volume adalah penambahan dimensi kayu akibat dari penambahan kandungan air atau kadar air kayu, sedangkan penyusutan adalah berkurangnya dimensi kayu akibat penurunan kadar air dibawah titik jenuh serat (Tsoumis 1991). Pengembangan dinyatakan dalam persen didasarkan pada dimensi kayu dalam keadaan basah. Rataan pengembangan dan penyusutan volume panel CLT 45° dan panel CLT 90° disajikan dalam Gambar 7. 7 2.38 2
1.70
1
0
6
5.88
5
4.30
4
3 2 1 0
CLT 45° Gambar 7
Penyusutan Volume (%)
Pengembangan Volume (%)
3
CLT 90°
CLT 45°
CLT 90°
Pengembangan dan Penyusutan volume panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina
Sebaran data pengembangan volume panel CLT 45° berkisar antara 1.81% sampai 2.95%, sedangkan sebaran data panel CLT 90° berkisar antara 1.59% sampai 2.44%. Nilai rata-rata pengembangan volume panel CLT 45° dan panel CLT 90° masing-masing 2.19% dan 1.95%. Nilai pengembangan volume panel CLT 45° lebih besar dibandingkan dengan pengembangan volume panel CLT 90. Pada panel CLT 90° memberikan dimensi yang lebih stabil dibandingkan dengan panel CLT 45°, karena semakin kecil nilai pengembangan volume maka panel CLT lebih stabil. Sebaran data penyusutan volume panel CLT 45° berkisar antara 5.77% sampai 6.08%, sedangkan sebaran data panel CLT 90° berkisar antara 5.40% sampai 6.00%. Nilai rata-rata penyusutan volume panel CLT 45° dan panel CLT 90° masing-masing 5.88% dan 5.78% (Gambar 7). Nilai penyusutan yang tinggi menunjukkan panel CLT mempunyai sifat dimensi yang tidak stabil. Nilai pengembangan dan penyusutan volume panel CLT 45° lebih besar dibandingkan dengan nilai pengembangan dan penyusutan volume panel CLT 90°. Pengaruh orientasi sudut lamina menyebabkan perbedaan pengembangan penyusutan volume panel CLT. Hal ini disebabkan oleh arah serat yang berlawanan pada setiap orientasi sudutnya. Menurut Anggraini (2012) salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya pengembangan penyusutanyaitu arah serat
10
selain faktor lainnya seperti hilangnya air dari dinding sel, kerapatan, atau berat jenis kayu. Penyusunan lamina yang saling tegak lurus menyebabkan penyusutan dan pengembangan volume yang terjadi pada panel CLT lebih kecil karena penyusutan dan pengembangan volume ke arah tranversal dari lamina-lamina sejajar ditahan oleh lamina-lamina yang tegak lurus dari arah longitudinalnya. Delaminasi Air Dingin dan Air Panas Delaminasi merupakan suatu indikator untuk mengetahui ketahanan perekat terhadap adanya tekanan pengembangan dan penyusutan akibat adanya kelembaban dan panas yang tinggi. Delaminasi terjadi karena beberapa faktor seperti tegangan interlaminar yang tinggi pada sudut-sudutnya dan konsentrasi tegangan pada lokasi retak atau kerusakan lain pada lamina. Pengujian delaminasi dilakukan dengan perendaman air dingin dan air panas yang hasilnya disajikan dalam Gambar 8. 25
10 6.18 5
3.69
0
20
18.74
15 10.25 10
JAS
5 0
CLT 45° Gambar 8
JAS
Delaminasi Air Panas (%)
Delaminasi Air Dingin (%)
15
CLT 90°
CLT 45°
CLT 90°
Delaminasi air dingin dan air panas panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina
Rataan nilai delaminasi perendaman air dingin panel CLT 45° dan panel CLT 90° masing-masing sebesar 6.18% dan 3.69%. Panel CLT kayu Manii dengan orientasi sudut lamina 90°telah memenuhi standar (JAS 2003) yang mensyaratkan nilai delaminsi air dingin maksimal sebesar 5%. Sementara panel CLT 45° kayu Manii belum memenuhi persyaratan standar (JAS 2003). Rataan nilai delaminasi air panas panel CLT 45° dan CLT 90° masing-masing sebesar 18.74% dan 10.25%. Panel CLT kayu Manii dengan orientasi sudut lamina 45° dan 90° belum memenuhi standar (JAS 2003) yang mensyaratkan nilai delaminasi air panas maksimal 10%. Tsoumis (1991) menyatakan bahwa ketika kayu dipanaskan (sebelum suhu BKT) maka dimensi kayu akan bertambah yang disebabkan oleh membesarnya sel kayu. Delaminasi air panas lebih besar dibandingkan dengan delaminasi air dingin yang disebabkan semakin membesarnya sel kayu sehingga mengakibatkan semakin besarnya tegangan interlaminar pada panel CLT. Berdasarkan orientasi sudut lamina, panel CLT 45° memiliki nilai delaminasi lebih tinggi dibandingkan dengan panel CLT 90°. Hasil ini sesuai
11
dengan penelitian yang dilakukan Lumbanraja (2014) dimana nilai delaminasi panel CLT 45° kayu Manii lebih besar dibandingkan dengan nilai delaminasi panel CLT 90° kayu Manii. Nilai delaminasi juga memberi pengaruh terhadap kekuatan gerer rekat dimana semakin besar bagian yang terdelaminasi akan menyebabkan kecilnya nilai kekuatan geser rekat yang diperoleh. Bagian yang terdelaminasi tersebut mengurangi luasan rekat sehingga dapat melemahkan kekuatan geser rekat pada panel CLT kayu Manii. Nilai delaminasi dipengaruhi oleh bidang geser, jenis perekat, dan interaksinya. Ikatan perekat merupakan faktor penentu baik tidaknya kekuatan lapisan-lapisan pembentuk panel CLT. Berdasarkan nilai delaminasi air panas yang diperoleh, diketahui bahwa perekat isosianat yang digunakan belum mampu bertahan terhadap kondisi ekstrim. Sifat Mekanik Menurut Mardikanto et al (2011), sifat mekanik kayu merupakan ukuran kemampuan kayu dalam menahan gaya dari luar yang disebut gaya luar. Ketahanan kayu untuk menahan gaya tergantung pada arah dan gaya pembebanan. Sifat mekanik panel CLT kayu Manii yang diuji yaitu kekuatan geser rekat, kekuatan tekan tegak lurus serat permukaan panel CLT, dan deformasi. Hasil analisis keragaman kekuatantekan tegak lurus permukaan panel CLT kayu Manii disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Analisis keragaman kekuatan tekan tegak lurus serat kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina dan tipe pengujian Sumber Keragaman
Kekuatan Tekan P Proporsional P Maksimum
Orientasi Sudut 0.065tn Tipe Pengujian 0.000* Tipe pengujian dan orientasi sudut 0.876tn Keterangan : tn = Tidak berpengaruh nyata * = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95 %
0.587tn 0.024* 0.919 tn
Deformasi 0.108tn 0.740tn 0.648tn
Kekuatan Geser Rekat Pengujian kekuatangeser rekat dilakukan untuk mengetahui kinerja perekat pada panel CLT. Nilai rataan kekuatan geser rekat panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina disajikan pada Gambar 9. Nilai rataan kekuatan geser rekat panel CLT 45° dan panel CLT 90° masing-masing sebesar 45.09 kg cm-²dan 31.01 kg cm-². Berdasarkan orientasi sudut lamina, panel CLT 45° memiliki nilai kekuatan geser rekat lebih besar jika dibandingkan dengan nilai kekuatan geser rekat panel CLT 90°.
12
Keteguhan rekat (kg cm-²)
70 60 50
49.22
40
31.01
30 20 10 0 CLT 45°
CLT 90°
Gambar 9 Kekuatan geser rekat panel CLT kayu Manii berdasarkan orientasi sudut lamina Hasil nilai kekuatan geser rekat panel CLT Manii sejalan dengan penelitian Tjondro (2013) dan Lumbanraja (2014) yang menyatakan kekuatan geser rekat dengan bidang kontak arah serat yang saling sejajar lebih besar dibandingkan jika kontak dengan arah serat saling tegak lurus. Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas perekatan antara lain sifat kayu yang direkat, kadar air kayu, proses perekatan dan pengempaan. Menurut Mardikanto et al (2011) pengaruh kemiringan serat terhadap kekuatan kayu (lebih besar dari 1:10) akan mereduksi kekuatan tekan sejajar serat. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa semakin besar sudut orientasi lamina pada panel CLT akan mengurangi nilai kekuatan geser rekatnya. Kekuatan tekan tegak lurus serat panel CLT Kekuatan tekan tegak lurus permukaan panel CLT hanya dihitung sampai dengan batas proporsional. Lewat batas ini grafik tegangan-regangan akan menyimpang karena kayu akan menguat lagi untuk sementara akibat terjadinya pemadatan dinding sel sebelah rongga sel (Mardikanto et al 2011). Dengan kejadian tersebut, maka kekuatan kayu seolah-olah menjadi meningkat lagi, yang sebenarnya sudah terjadi kerusakan. Tanpa memperhatikan pengaruh orientasi sudut lamina sebagai kelompok/blok, nilai rataan kekuatan tekan tegak lurus serat beban maksimum pada empat posisi pembebanan berkisar antara 47.90 kg cm-2 sampai 83.10 kg cm-2(Gambar 10).
Kekuatan Tekan (kg cm²)
13
100 b 80
ab ab
60
a
CLT Batas Maksimum
40 20 0 T//
P//
T﬩
P﬩
Gambar 10 Kekuatan tekan berdasarkan posisi pembebanan panel CLT kayu Manii Beban Batas Maksimum (Keterangan: notasi dengan huruf kecil yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan nilai yang signifikan pada taraf nyata 5%).
Kekuatan Tekan (kg cm²)
Analisis sidik ragam memperlihatkan bahwa posisi plat pada pembebanan berpengaruh nyata terhadap besarnya kekuatan tekan pada beban maksimum panel CLT pada tarah nyata 5%. Hasil uji lanjut Duncan memperlihatkan beban maksimum pada tipe pembebanan P// berbeda nyata dengan beban maksimum pada tipe pembebanan T﬩, namun tidak berbeda nyata dengan tipe pembebanan P﬩ dan T//. Posisi tipe pembebanan T﬩ berbeda nyata dengan tipe pembebanan P//, namun tidak berbeda nyata dengan tipe P﬩ dan T//. Posisi pembebanan T﬩dengan plat baja ditengah menghasilkan beban lebih tinggi dari pada tipe pembebanan P// dengan plat baja yang diletakkan ditepi panel CLT. Nilai rataan kekuatan tekan tegak lurus serat batas proporsional yang dihasilkan panel CLT pada empat posisi pembebanan berkisar antara 23.10 kg cm2 sampai 39.56 kg cm-2(Gambar 11). 50 40
c b
b
30
a
CLT Batas Proporsional
20 10 0 T//
T﬩
P//
P﬩
Gambar 11 Kekuatan tekan berdasarkan posisi pembebanan panel CLT kayu Manii Beban Batas Proporsional (Keterangan: notasi dengan huruf kecil yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan nilai yang signifikan pada taraf nyata 5%).
14
Analisis sidik ragam memperlihatkan bahwa posisi plat pada pembebanan garis berpengaruh nyata terhadap besarnya beban pada batas proporsional panel CLT pada tarah nyata 5%. Hasil uji lanjut Duncan memperlihatkan beban batas proporsional pada tipe pembebanan P﬩ tidak berbada nyata dengan beban proporsional pada tipe pembebanan T//, namun berbeda nyata dengan tipe pembebanan P// dan T﬩. Posisi tipe pembebanan P// berbeda nyata dengan tipe pembebanan T﬩. Posisi pembebanan T﬩ dengan plat baja ditengah tegak lurus serat permukaan menghasilkan kekuatan lebih tinggi dari pada tipe pembebanan lainnya. Hal ini diduga, beban yang dibutuhkan untuk memutuskan rantai selulosa pada mikrofibril lebih besar dibandingkan untuk memisahkan rantai selulosa pada molekul-molekul selulosa. Seranno dan Enquist (2010) menyatakan bahwa tipe pembebanan di tengah tegak lurus serat menghasilkan nilai kekuatan tekan yang tinggi, hal ini disebabkan karena beban yang diterapkan hanya sebagian kecil dari bidang pengujian. Bidang luar pembebanan mencegah terjadinya deformasi dan bertindak sebagai pendukung kearah tranversal. Pengujian posisi pembebabnan P// mirip dengan pengujian T//, namun berbeda pada posisi pembebanan dimana P// beban diletakkan di tepi permukaan panel CLT sementara T// diletakkan di tengah permukaan panel CLT. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kekuatan tekan dari tipe P// (23.10kg cm-2) lebih kecil dibandingkan tipe T// (33.74kg cm-2). Mutmainah (2014) menyatakan, ketika suatu sampel diberi beban dan ketika bebannya meningkat, maka sel-sel dinding kayu akan runtuh pada daerah yang dikenai beban dan daerah diluar pembebanan. Posisi T// yang memiliki daerah lebih luas yang terlibat dalam distribusi beban dibanding P//, sehingga T// akan menghasilkan kekuatan yang lebih besar (Hasuni et al 2009). Posisi pembebanan P// dengan beban diletakkan dipinggir panel CLT sejajar permukaan menghasilkan kekuatan tekan paling rendah dibandingkan dengan posisi pembebanan lainnya. Hasil penelitian Tambunan (2009), kekuatan tekan contoh kecil bebas cacat kayu Manii untuk tekan tegak lurus serat sebesar 42.60 kg cm-2. Nilai kekuatan kayu dipengaruhi oleh kondisi lamina terutama adanya cacat mata kayu atau arah miring serat sehingga kekuatan bahan tidak homogen. Kekuatan tekan juga dipengaruhi oleh jumlah lapisan penyusun panel CLT. Jung-Kwon oh (2015) menyatakan kekutan tekan CLT meningkat dengan meningkatnya jumlah lamina. Deformasi Deformasi merupakan perubahan bentuk yang dialami kayu akibat menerima beban. Kayu yang menerima pembebanan akan mengalami perubahan bentuk. Besarnya deformasi berkaitan erat dengan besarnya beban yang dikenakan. Semakin besar beban yang diberikan, maka deformasi yang terjadi akan semakin besar. Bila deformasi yang terjadi karena pembebanan berada di bawah batas elastis maka benda akan kembali seperti semula setelah pembebanan dilepaskan. Namun bila batas elastis telah terlewati, bentuk benda tidak akan kembali ke keadaan semula, tetapi akan terjadi kerusakan permanen. Nilai deformasi panel CLT batas proporsional disajikan pada Tabel 2.
15
Tabel 2 Rataan deformasi (mm) menurut tipe pembebanan dan orientasi sudut lamina pada batas proporsional Contoh Uji CLT CLT Manii 45° CLT Manii 90°
T// 3.06 3.75
Tipe Pembebanan T﬩ P// 2.99 2.60 3.18 2.94
P﬩ 2.42 3.97
Nilai deformasi panel CLT beban maksimum disajikan pada Tabel 3. Tabel 3 Rataan deformasi (mm) beban maksimum menurut tipe pembebanan dan orientasi sudut lamina Contoh Uji CLT CLT Manii 45° CLT Manii 90°
Tipe Pembebanan T// 14.29 14.63
T﬩ 16.72 15.73
P// 10.84 13.40
P﬩ 8.50 14.39
Rata- rata deformasi batas proporsional (Tabel 2) yang dihasilkan dari panel CLT 45° dan panel CLT 90° masing-masing berkisar antara 2.42 mm sampai 3.06 mm dan 2.94 mm sampai 3.97 mm. Rata rata deformasi beban maksimum yang dihasilkan dari panel CLT 45° dan panel CLT 90° masingmasing berkisar 8.50 mm sampai 16.72 mm (Tabel 3). Nilai deformasi kekuatan tekan beban maksimum lebih tinggi dibandingkan dengan nilai deformasi kekuatan tekan beban batas proporsional. Berdasarkan analisis sidik ragam, kelompok (orientasi sudut lamina) dan tipe pembebanan tidak berpengaruh nyata terhadap deformasi yang dihasilkan. Serrano dan Enquist (2010) menyatakan kegagalan yang diperoleh dari tekan tegak lurus serat akan menyebabkan deformasi yang berlebihan. Tipe Kerusakan Kerusakan terjadi akibat beban pada permukaan panel CLT. Tipe kerusakan akibat pembebanan pada permukaan panel CLT disajiakan dalam Gambar 12.
Gambar 12 a Kerusakan pada posisi pembebanan T//
Gambar 12 b Kerusakan pada posisi pembebanan T﬩
16
Gambar 12 c Kerusakan pada posisi pembebanan P//
Gambar 12 d Kerusakan pada posisi pembebanan P﬩
Gambar 12 Tipe kerusakan kekuatan tekan pada posisi pembebanan panel CLT Secara umum, kerusakan panel CLT untuk kedua orientasi sudut lamina disajikan pada Gambar 12. Kerusakan yang terjadi dipengaruhi oleh posisi peletakan beban pada panel CLT. Tipe kerusakan pada pembebanan T﬩ dan T// hampir sama, begitu pula dengan tipe kerusakan pada pembebanan P﬩ dan P//. Tipe kerusakan berupa kerusakan pada bekas pembebanan pada daerah tekan. Serrano dan Enquist (2010) menyatakan bahwa pola kegagalan pada tipe P﬩ dan P// mengikuti pola lingkaran tahun, sehingga orientasi lingkaran tahun merupakan faktor penting yang mempengaruhi kerusakan CLT.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Perbedaan orientasi sudut lamina panel CLT tidak mempengaruhi nilai kadar air dan kerapatan.Panel CLT 90° memiliki stabilitas dimensi lebih baik dibandingkan dengan panelCLT 45°. Kekuatan geser rekat panel CLT 45° lebih tinggi dibandingkan dengan kekuatan geser rekat panel CLT 90°. Kekuatan tekan tegak lurus serat pada batas proporsional dan batas maksimum dengan plat beban ditengah permukaan CLT dengan arah tegak lurus serat permukaan lebih tinggi dibandingkan dengan tipe pembebanan lainnya baik orientasi sudut 90° dan 45°. Saran Penggunaan panel CLT sebagai komponen bangunan disesuaikan dengan nilai kekuatan tekan pada setiap posisi pembebanan, dimana kekuatan tekan tertinggi terletak pada posisi pembebanan ditengah tegak lurus serat permukaan, posisi pembebanan ditengah sejajar serat permukaan dan di pinggir tegak lurus serat permukaan serta yang terendah pada posisi pembebanan di pinggir sejajar serat permukaan.
17
DAFTAR PUSTAKA Abdurachman, Nurwati H. 2006. Pemanfaatan kayu hutan rakyat untuk komponen bangunan. Prosiding Seminar Hasil Litbang Hasil Hutan. Bogor(ID): Litbang Hasil Hutan. Anggraini R. 2012. Karakteristik cross laminated timber kayu jabon berdasarkan ketebalan dan orientasi sudut lamina. [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Apriliana F. 2012. Pengaruh kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik cross laminated timber kayu sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen). [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [ASTM] American Society for Testing and Materials. 2005. Annual Book of ASTM Standards Volume 04-10, Wood. D143 (2005). Standard Test Methods for Small Clear Specimen of Wood. USA. Crespell P and Gagnon S. 2011. Cross-laminated timber: a Primer. Vancouver (US): FPInnovations. [FPL] Forest Products Laboratory. 2010. Wood Handbook, Wood as an Engineering Material. Madison (US): Forest Products Laboratory. FPInnovations. 2013. CLT Handbook : Cross Laminated Timber. Montreal (US) : Binational Softwood Lumber Council. [FWPA] Forest and Wood Products Australia. 2011. Massive Timber Construction System Cross-Laminated Timber (CLT). Australia (AU): Pasific Highway. Gulzow A, Richter K, Steiger R. 2011.Influence of wood moisture content on bending and shear stiffness of cross laminated timber panels. European.Eur J Wood Prod. 69(2):193-197.doi: 10. 1007/s00107-010-1416-z. Hasuni HK, Al-Douri, Sekran KA, Hamodi MH. 2009. Compression strength perpendicular to grain in Cross Laminated Timber. [Thesis]. Sweden (SE): Voxjo University. [JPIC] Japan Plywood Inspection Corporation 2003. Japanese agricultural standard for glued laminated timber ( 234). Tokyo :JPIC. Jung-Kwon Oh, Lee J, Hong J, 2015. Prediction of compressive strength of crosslaminated timber panel. J Wood Sci 61:28-34.doi: 10.1007/s10086-0141435-x. Lumbanharja AS. 2014. Kajian sifat fisis dan mekanis panel cross laminated timber kayu manii (Maesopsis eminii Engl.) menggunakan perekat isosianat.[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Mallo M F L dan Espinoza O. 2014. Outlook for cross-laminated timber in the united states. BioResources 9(4), 7427-7443. Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar ET. 2011. Sifat Mekanis kayu. Bogor (ID): IPB Pr.
18
Mardiyanto. 2012. Kajian pemanfaatan kayu afrika (Maesopsis eminii Engl.) sebagai pengembangan produk cross laminated timber. [skripsi]. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor. Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2006. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Bogor(ID): IPB Pr. Perkins P, McCloskey K. 2010. A strategic plan for the commercialization of cross-laminated timber in canada and the United state. Canadian Wood Council. Praptoyo H. 2010. Sifat anatomi dan sifat fisika kayu Mindi (Melia azedarach Linn) dari hutan rakyat di Yogyakarta. Jurnal Ilmu Kehutanan vol IV No 1 : 21-27 Serrano, E dan Enquist B. 2010. Compression strength perpendicular to grain in cross laminated timber (CLT). WCTE; 2010 Juni 20-24; Trentiono, Italy: 17. Tambunan L. 2009. Modulus elastisitas dan kekuatan tekan glued laminated timber (glulam). [skripsi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor. Tjondro JA, Tjahjanto HH, Suryad H, Onky A, Lokanatha SV dan Nathanael. 2011. Dinding geser papan kayu tahan gempa. Laporan penelitian LPPM tahun 2011. Bandung (ID) : Universitas Katolik Parahyangan. Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood : Structure, Properties Utilization. New York(US): Van Nostrand Reinhold.
19
LAMPIRAN Lampiran 1 Rekaman data sifat fisik panel CLT Manii Kadar Air Kerapatan Pengembangan Penyusutan Contoh Uji (%) (g/cm³) (%) (%) A 45 1 16.55 0.42 1.81 5.78 A 45 2 16.67 0.41 2.96 6.08 A 45 3 16.35 0.40 1.81 5.80 Rata-rata 16.53 0.41 2.19 5.89 Standar dev 0.16 0.01 0.66 0.17 A 90 1 15.92 0.42 1.60 5.95 A 90 2 15.99 0.42 2.45 5.41 A 90 3 16.24 0.39 1.81 6.01 Rata-rata 16.05 0.41 1.95 5.79 Standar dev 0.17 0.02 0.44 0.33
Lampiran 2 Rekaman data uji delaminasi panel CLT Contoh Uji Delaminasi Air Contoh Uji Delaminai Air Dingin (%) Delaminasi Air Dingin Panas Cy 45 1 7.60 Cx 45 1 Cy 45 2 6.59 Cx 45 2 Cy 45 3 4.35 Cx 45 3 Rata-rata 6.18 Rata-rata Standar dev 1.66 Standar dev Cy 90 1 3.11 Cx 90 1 Cy 90 2 3.21 Cx 90 2 Cy 90 3 4.78 Cx 90 3 Rata-rata 3.70 Rata-rata Standar dev 0.94 Standar dev
Delaminasi Air Panas (%) 24.20 14.26 17.78 18.75 5.04 14.24 10.18 6.35 10.25 3.95
Lampiran 3 Rekaman data uji keteguhan geser rekat panel CLT Contoh Uji Keteguhan Contoh Uji Keteguhan Rekat 45⁰ Rekat 90⁰ Keteguhan Keteguhan Rekat 45⁰ Rekat 90⁰ (kg/cm²) (kg/cm²) B 45 1 46.80 B 90 1 26.34 B 45 2 50.60 B 90 2 33.69 B 45 3 37.88 B 90 3 33.00 Rata-rata 45.09 Rata-rata 31.01 Standar dev 6.53 Standar dev 4.06
20
Lampiran 4 Kekuatan tekan panel pada batas proporsional CLT kayu Manii berdasarkan posisi pembebanan dan orientasi sudut lamina Contoh Uji Kekuatan Tekan 45° T// T﬩ P// P﬩
Beban Batas Proporsional (kg) 3133.18 3863.98 2212.74 2895.59
Lampiran 5
Contoh Uji Kekuatan Tekan 45° T// T﬩ P// P﬩
Kekuatan Tekan (kg cm-²) 31.33 38.63 22.12 28.95
Contoh Uji Kekuatan Tekan 90° T// T﬩ P// P﬩
Beban Batas Proporsional (kg) 3614.51 4048.84 2406.50 3179.43
Kekuatan Tekan (kg cm-²) 36.14 40.48 24.06 31.79
Kekuatan tekan panel beban maksimum CLT kayu Manii berdasarkan posisi pembebanan dan orientasi sudut lamina Beban Maksimum (kg) 6428 7808 4436 5337
Kekuatan Tekan (kg cm-²) 64.28 78.08 44.36 53.37
Contoh Uji Kekuatan Tekan 90° T// T﬩ P// P﬩
Beban Maksimum (kg) 7169 8816 5145 6103
Kekuatan Tekan (kg cm-²) 71.69 88.16 51.45 61.03
Lampiran 6 Deformasi pada batas proporsional CLT kayu Manii berdasarkan posisi pembebanan Contoh Uji Panel CLT 45°
Deformasi Batas Proporsional (mm)
Contoh Uji Panel CLT 90°
Deformasi Batas Proporsional (mm)
T// T﬩
3.06 2.99
T// T﬩
3.75 3.18
P// P﬩
2.60 2.42
P// P﬩
2.94 3.97
Lampiran 7 Deformasi pada beban maksimum CLT kayu Manii berdasarkan posisi pembebanan Contoh Uji Panel CLT 45°
Deformasi Beban Maksimum (mm)
Contoh Uji Panel CLT 90°
Deformasi Beban Maksimum (mm)
T// T﬩
14.29 16.72
T// T﬩
14.63 15.73
P// P﬩
10.84 8.5
P// P﬩
13.4 14.39
21
Lampiran 8 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan pengaruh perlakuan tipe pengujian dari dua orientasi sudut lamina terhadap beban, deformasi dan kekuatan tekan tegak lurus serat Panel CLT Kekuatan Tekan Batas Proporsional Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Nilai Tekan Source
Type III Sum of
df
Mean Square
F
Sig.
Squares 908,277a
7
129,754
10,401
,000
24107,485
1
24107,485
1932,378
,000
49,059
1
49,059
3,932
,065
850,684
3
283,561
22,729
,000
8,534
3
2,845
,228
,876
Error
199,609
16
12,476
Total
25215,372
24
1107,886
23
Corrected Model Intercept Sudut Tipe_pengujian Sudut * Tipe_pengujian
Corrected Total
a. R Squared = ,820 (Adjusted R Squared = ,741)
Uji Duncan Batas Proporsional Nilai Tekan a,b
Duncan
Tipe pengujian
N
Subset 1
2
3
P//
6
P﬩
6
30,38
T//
6
33,74
T﬩
6
Sig.
23,10
39,56 1,000
,119
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on observed means. The error term is Mean Square(Error) = 12,476. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 6,000. b. Alpha = 0,05.
1,000
22
Kekuatan Tekan Beban Maksimum Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Nilai Tekan Source
Type III Sum of
df
Mean Square
F
Sig.
Squares Corrected Model
1299,301a
7
185,614
1,888
,139
Intercept
34292,160
1
34292,160
348,759
,000
30,285
1
30,285
,308
,587
1220,827
3
406,942
4,139
,024
48,189
3
16,063
,163
,919
Error
1573,218
16
98,326
Total
37164,679
24
2872,519
23
Sudut Tipe_pengujian Sudut * Tipe_pengujian
Corrected Total
a. R Squared = ,452 (Adjusted R Squared = ,213)
Uji Duncan Beban Maksimum Nilai Tekan Duncana,b Tipe pengujian
N
Subset 1
2
P//
6
28,46
P﬩
6
36,02
36,02
T//
6
38,30
38,30
T﬩
6
Sig.
48,42 ,122
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on observed means. The error term is Mean Square(Error) = 98,326. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 6,000. b. Alpha = 0,05.
,056
23
Deformasi Batas Proporsional Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Nilai Tekan Source
Type III Sum of
df
Mean Square
F
Sig.
Squares 5,775a
7
,825
,835
,574
232,429
1
232,429
235,373
,000
Sudut
2,862
1
2,862
2,898
,108
Tipe_pengujian
1,250
3
,417
,422
,740
Sudut * Tipe_pengujian
1,663
3
,554
,561
,648
Error
15,800
16
,987
Total
254,003
24
21,574
23
Corrected Model Intercept
Corrected Total
a. R Squared = ,268 (Adjusted R Squared = -,053)
Deformasi Beban Maksimum Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Nilai Tekan Source
Type III Sum of
df
Mean Square
F
Sig.
Squares 5,775a
7
,825
,835
,574
232,429
1
232,429
235,373
,000
Sudut
2,862
1
2,862
2,898
,108
Tipe_pengujian
1,250
3
,417
,422
,740
Sudut * Tipe_pengujian
1,663
3
,554
,561
,648
Error
15,800
16
,987
Total
254,003
24
21,574
23
Corrected Model Intercept
Corrected Total
a. R Squared = ,268 (Adjusted R Squared = -,053)
24
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sumenep pada tanggal 30 Mei 1993 dari Ayah Daryoko dan Ibu Yosephin Sumartini. Penulis adalah putra ketiga dari tiga bersaudara. Tahun 2011 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Sumenep dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi Masuk Nasional Perguruan Tinggi Negeri (SMNPTN) jalur undangan dan diterima di Departemen Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Dendrologi pada tahun ajaran 2013/2014. Penulis juga pernah aktif sebagai kepala bagian Rekayasa Desain Bangunan Kayu Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan pada tahun 2014/2015. Pada tahun 2014/2015 penulis menjadi kepala divisi Kewirausahan UKM KEMAKI dan aktif dalam berbagai kepanitian dikegiatan kampus IPB. Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang, antara lain Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) pada tahun 2013 di cagar alam Kamojang-Garut, Leuweung Sancang-Garut, dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) pada tahu 2014 di Hutan Pendidikan Gunung Walat, Sukabumi Jawa Barat. Penulis juga telah melaksanakan Praktek Kerja Lapang (PKL) di Perum Perhutani KBM IK II Gresik Jawa Timur 2015. Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Analisis Kekuatan Tekan Tegak Lurus Serat Permukaan Panel Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) yang dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.
