BAB III METODE PENELITIAN
3.1
Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan yaitu dari bulan Juni hingga
Agustus 2011 di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Laboratorium Peningkatan Mutu Kayu, Laboratorium Biokomposit, dan Workshop Pengerjaan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB.
3.2
Alat dan Bahan Alat yang digunakan adalah gergaji mesin, pisau golok, cutter, mikroskop,
komputer, software Motic Images Plus 2.0 ML, oven, desikator, kaliper, timbangan, kempa, clamp, dan Universal Testing Machine (UTM). Sedangkan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah 3 jenis bambu, yaitu bambu betung, bambu tali, dan bambu andong yang diperoleh dari pasaran dengan panjang ± 6 meter, serta perekat epoxy.
3.3
Prosedur Penelitian
3.3.1 Persiapan Bahan Bambu dikeringkan sampai kadar air kering udara (±12%). Kemudian bambu dipotong menjadi 3 bagian, yaitu bagian ujung, tengah, dan pangkal. Masing-masing bagian dipotong buku dan ruasnya sepanjang 1,5 - 2 cm untuk pengamatan anatomi secara makroskopis. Selain itu, setiap bagian juga dipotong dan dibelah sepanjang 30 cm untuk dibuat bambu laminasi, pengujian kekuatan lentur dan kekuatan tarik.
3.3.2 Pengukuran Dimensi Sebelum dibelah, setiap ruas bambu diukur dimensinya (panjang, diameter dalam, dan diameter luar) sesuai dengan standar ISO: N22157-2004 (Laboratory Manual on Testing Methods for Determination of Physical and Mechanical Properties of Bamboo). Pengukuran panjang (p) dilakukan di empat tempat pada
13
masing-masing sampel, kemudian dirata-ratakan. Sedangkan diameter luar (D) dan dalam (d) dilakukan empat kali pada setiap sampel, dua kali pada masingmasing ujung lalu nilainya dirata-ratakan. Diameter dalam diperoleh dari pengurangan diameter luar dengan dua kali tebalnya.
3.3.3 Anatomi Makroskopis Bagian penampang lintang ruas dan buku disayat dengan cutter yang tajam dan diletakkan pada mikroskop. Sampel diamati dengan mikroskop perbesaran 10 kali, kemudian difoto dengan software Motic Images Plus 2.0 ML yang sudah terinstal di komputer. Ikatan pembuluh yang terdapat pada sampel dihitung jumlahnya dan diukur diameternya. Perhitungan dilakukan di seluruh luas penampangnya, sedangkan pengukuran diameter hanya diambil sebanyak 40-50% dari jumlah ikatan pembuluh secara acak pada masing-masing luas penampang. Luas ikatan pembuluh dihitung dengan menggunakan rumus luas lingkaran, kemudian proporsi luas (distribusi) ikatan pembuluh dihitung dengan cara menghitung luas total ikatan pembuluh dibagi dengan luas penampangnya.
3.3.4 Pengujian Sampel 3.3.4.1 Kekuatan Lentur Sampel pengujian kekuatan lentur diambil dari batang tanpa buku dan batang dengan buku. Sampel yang digunakan adalah bilah yang mengandung kulit dan matriks, berukuran panjang 30 cm dan lebar 2 cm, sedangkan tebalnya mengikuti tebal bambu. Ukuran tersebut dibuat berdasarkan ASTM D143-94 yang dimodifikasi. Pengujian dilakukan dengan menggunakan UTM merk Instron dengan metode pembebanan satu titik (one point loading) seperti Gambar 2.
Gambar 2 Metode pembebanan satu titik.
14
Dari pengujian tersebut dapat ditentukan besarnya nilai lentur statis (MOE dan MOR). Besarnya nilai lentur statis yang dihitung berdasarkan ASTM D14394:
MOR
MOE
∆
∆
Dimana: MOR = Modulus of Rupture (kg/cm2) 2
L = Jarak sangga (cm)
MOE = Modulus of Elasticity (kg/cm )
b = Lebar balok (cm)
∆y = Lenturan yang timbul (cm)
h = Tinggi balok (cm)
∆P = Beban yang diberikan (kg)
Pmaks = Beban maksimal (kg)
3.3.4.2 Kekuatan Tarik Pengujian dilakukan dengan menggunakan UTM merk Instron. Sampel pengujian kekuatan tarik dibuat dari dua batang bambu yang berbeda, yaitu batang tanpa buku (Gambar 3) dan batang yang terdapat buku (Gambar 4). Ukuran sampel dibuat berdasarkan ASTM D 143-94 yang dimodifikasi.
Gambar 3 Pengujian kekuatan tarik tanpa buku.
Gambar 4 Pengujian kekuatan tarik dengan buku.
Batang tanpa buku dibuat menjadi 4 sampel, yaitu bilah yang terdapat kulit dan matriks (a), sampel bagian luar (b), sampel bagian pusat (c), serta bagian dalam (d). Kemudian batang bambu yang terdapat buku hanya dibuat satu bilah yang terdapat kulit dan matriks. Semua bambu yang diuji dibuat menjadi ukuran panjang 30 cm dan lebar 2 cm, sedangkan tebalnya mengikuti tebal bambu.
15
Gambar 5 Skema pembuatan sampel kekuatan lentur dan kekuatan tarik.
3.3.4.3 Kadar Air Sampel pengujian kekuatan lentur dipotong bagian ujung-ujungnya menjadi ukuran panjang 2 cm dan lebar 2 cm, sedangkan tebalnya mengikuti tebal bambu. Kemudian sampel ditimbang untuk mengetahui berat awalnya, lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 103±2oC selama 24 jam. Selanjutnya didinginkan dalam desikator selama ±5 menit, kemudian ditimbang untuk mengetahui berat kering tanurnya. Besarnya kadar air dihitung dengan menggunakan rumus: KA %
Dimana:
BA BKT x 100% BKT
KA = Kadar Air (%) BA = Berat Awal contoh uji (gram) BKT = Berat Kering Tanur contoh uji (gram)
3.3.4.4 Kerapatan dan Berat Jenis Penentuan kerapatan dan berat jenis dilakukan dengan menggunakan contoh uji yang sama untuk penentuan kadar air. Kerapatan merupakan perbandingan berat kering udara contoh uji dengan volume kering udaranya. Volume kering udara diperoleh dari ukuran dimensi panjang, lebar, dan tebal pada saat kering udara. Sedangkan berat jenis adalah hasil dari perbandingan antara berat kering tanur dengan volume kering udara, yang kemudian dibagi dengan kerapatan air.
16
ρ Dimana:
" # $ #
ρ
BJ
&
'() + * #
, -./
= Kerapatan kayu (gram/cm3)
Bku = Berat kering udara (gram) Vku = Volume kering udara (cm3) BKT = Berat Kering Tanur (gram) ρ air = Kerapatan air pada suhu 4oC (1 gram/cm3)
3.3.5 Pembuatan Bambu Laminasi Selain dibuat sampel untuk pengujian, bilah bambu tanpa buku juga dibuat untuk bambu laminasi dua lapis. Pembuatan bambu laminasi terdiri atas 3 bilah bambu yang dibelah menjadi dua bagian, kemudian masing-masing bilah yang telah dibelah tersebut direkatkan pada bidang luar dengan luar (tepi dengan tepi), dalam dengan dalam, dan kombinasi keduanya (Gambar 6). Laminasi bambu yang dibuat berukuran panjang 30 cm dan lebar 2 cm, sedangkan tebalnya mengikuti tebal bambu. Kulit dan matriks (yang terdapat di bagian dalam) dibuang sebelum direkat dengan perekat epoxy.
Gambar 6 Posisi bidang rekat bambu laminasi.
3.3.6 Pengujian Bambu Laminasi Bambu laminasi diuji kekuatan lentur dengan metode yang sama dengan pengujian kekuatan lentur pada bilah bambu.
3.3.7 Analisis Data Data yang diperoleh diolah dan dilakukan analisis korelasi menggunakan Microsoft Excel 2007.
