KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK CAMPURAN SERBUK KETAM DAN SERBUK AMPLAS DENGAN LEM EPOXY SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN KAYU SKRIPSI

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK CAMPURAN SERBUK KETAM DAN SERBUK AMPLAS DENGAN LEM EPOXY SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN KAYU (Compression and Tension Of The Rest Of Shavings And Sand Paper Of Teak Wood With A Epoxy Glue As An Wood Repair Material)

SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh:

SUDIARNO I 1108532

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET commit to user SURAKARTA 2012

Skripsi


SUDIARNOdigilib.uns.ac.id I 1108532

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ..................................................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................

ii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................

iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN.............................................................................

iv

ABSTRAK ..................................................................................................................

v

ABSTRACT ................................................................................................................

vi

KATA PENGANTAR ................................................................................................ vii DAFTAR ISI ...............................................................................................................

ix

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................

xi

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xiv DAFTAR NOTASI ..................................................................................................... xv

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang....................................................................................................

1

1.2. Rumusan Masalah...............................................................................................

3

1.3. Batasan Masalah .................................................................................................

3

1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................................

3

1.5. Manfaat Penelitian ..............................................................................................

4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka.................................................................................................

5

2.1.1. Sifat-Sifat Kayu ...........................................................................................

7

2.1.2. Mutu Kayu ................................................................................................... 13 2.1.3. Kerusakan / Cacat Pada Kayu ..................................................................... 15 2.2. Landasan Teori ................................................................................................... 18 2.2.1. Teknik Perbaikan Kayu ............................................................................... 18 2.2.2. Kuat Tekan .................................................................................................. 21 2.2.3. Kuat Tarik .................................................................................................... 22 commit to user

Daftar Isi

ix

Skripsi


SUDIARNOdigilib.uns.ac.id I 1108532

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Kriteria Metodologi Penelitian ........................................................................... 24 3.1.1. Tinjauan Umum ........................................................................................... 24 3.1.2. Alat dan Bahan ............................................................................................ 24 3.1.3. Standar dan Kualifikasi Benda Uji .............................................................. 26 3.2. Tahapan Metodologi Penelitian .......................................................................... 27 3.2.1. Tahap Persiapan Awal ................................................................................. 27 3.2.2. Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan ........................................................ 27 3.2.3. Tahap Pemeriksaan Kadar Air..................................................................... 28 3.2.4. Tahap Pembuatan Benda Uji ....................................................................... 28 3.2.5. Tahap Pengujian .......................................................................................... 30 3.2.6. Tahap Analisis Hasil Penelitian................................................................... 32 3.3. Kerangka Pikir .................................................................................................... 32

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisis Data....................................................................................................... 34 4.1.1. Pengujian Kuat Tekan ...................................................................................... 34 4.1.1.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan dengan Variasi Filler dengan Hardener .... 35 4.1.2. Pengujian Kuat Tarik ....................................................................................... 41 4.1.1.2. Hasil Pengujian Kuat Tarik dengan Variasi Filler dengan Hardener....... 42 4.2. Pembahasan ........................................................................................................ 47

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ......................................................................................................... 49 5.2. Saran ................................................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 51 LAMPIRAN ................................................................................................................ 52

commit to user

Daftar Isi

x


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK SUDIARNO, 2012. “Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Campuran Serbuk Ketam Dan Serbuk Amplas Dengan Lem Epoxy Sebagai Bahan Perbaikan Kayu”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kayu salah satu elemen bangunan tertua yang digunakan manusia untuk pembangunan rumah dan bangunan lainnya. Kayu merupakan bahan dari alam yang dapat terurai secara sempurna, ada beberapa hal yang dapat menyebabkan kekuatan kayu menjadi menurun diantaranya karena faktor biotis dan faktor abiotis. Karena sifat dan karekteristiknya yang unik kayu merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk keperluan kontruksi. Potensi hutan yang terus berkurang menuntut penggunaan kayu secara efisien dan bijaksana, antara lain dengan memanfaatkan limbah serbuk kayu menjadi produk yang bermanfaat. Perbaikan kayu merupakan suatu teknik yang bertujuan untuk meningkatkan kembali kualitas kayu. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai kuat tekan dan kuat tarik bahan perbaikan kayu dengan tujuan bahan tersebut dapat meningkatkan kembali kualitas kayu yang mengalami kerusakan ringan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian, yaitu dengan mencampurkan serbuk pasah (ketam) dan serbuk amplas kayu jati dengan lem epoxy sebagai matrik. Perbandingan yang dipakai yaitu perbandingan proporsi kadar hardener (10%, 25%, dan 50%) dan kadar filler (25%, 50% dan 75%). Campuran yang telah tercampur merata kemudian dicetak dengan bekisting untuk uji tekan dan uji tarik. Dari penelitian yang telah dilakukan didapat hasil untuk kuat tekan dan kuat tarik, nilai kuat tekan tertinggi 0,45 MPa diperoleh dari benda uji dengan kode sampel CSC – F50/H50 atau benda uji dengan proporsi campuran filler 50% dan hardener 50%, sedangkan nilai kuat tekan paling kecil yaitu 0,06 MPa diperoleh dari campuran dengan kode benda uji CSC – F75/H10 atau benda uji dengan proporsi campuran filler 75% dan hardener 10%. Untuk kuat tarik, nilai kuat tarik paling besar yaitu 2,610 MPa diperoleh dari benda uji dengan kode sampel TSC – F50/H50 atau benda uji dengan proporsi ampuran filler 50% dan hardener 50%, sedangkan nilai kuat tarik paling kecil yaitu 0,000 MPa diperoleh dari campuran dengan kode benda uji TSC – F50/H25 atau benda uji dengan proporsi campuran filler 50% dan hardener 25%.

Kata kunci : kayu, epoxy, serbuk pasah, sebuk amplas, kuat tekan, kuat tarik.

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT SUDIARNO, 2012. “Compression and Tension Of The Rest Of Shavings And Sand Paper Of Teak Wood With A Epoxy Glue As An Wood Repair Material”. Script of Civil Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. Wood is one of oldest building element the human being had used for constructing house and other buildings. Wood is the natural material that can be decomposed completely. There are some factors causing the wood’s strength decreases: biotical and non-biotical factors. Because of its unique properties and characteristics, wood is the material most widely used for construction need. The ever decreasing potential of forest requires the use of wood efficiently and wisely, among other, by utilizing the seesaw powder waste to become meaningful product. Wood repair is a technique aiming to recover the good quality of wood. The objective of research is to find out the compression and tension strengths of wood repairing material so that this material can recover the good quality of wood that is damaged mildly. The method used in this research was experimental one, namely by mixing the rest of shavings and sand paper powder of teak wood with epoxy glue as the matrix. The ratio used was hardener (10%, 25%, and 50%) and filler (25%, 50%, and 75%) proportion. The mixture that had been mixed well was then printed using bekisting for compression and tension testing. From the research conducted, it could be found that the highest compression strength value was 0.45 MPa was obtained from the tested object with sample code CSC – F50/H50 or tested object with the mixture proportion of 50% filler and 50% hardener, while the lowest compression strength value was 0.06 MPa was obtained from the tested object with sample code CSC – F75/H10 or tested object with the mixture proportion of 75% filler and 10% hardener. Meanwhile, in the term of tension strength, the highest tension strength value was 2.610 MPa was obtained from the tested object with sample code TSC – F50/H50 or tested object with the mixture proportion of 50% filler and 50% hardener, while the lowest tension strength value was 0.000 MPa was obtained from the tested object with sample code TSC – F50/H25 or tested object with the mixture proportion of 50% filler and 25% hardener.

keywords: epoxy, rest of shavings, sand paper, compression, tension

commit to user

vi

1 digilib.uns.ac.id


BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Hutan merupakan kekayaan alam yang sangat potensial di Indonesia dan merupakan modal dasar bagi pembangunan nasional. Salah satu dari hasil hutan tersebut adalah kayu. Kayu tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia, dan kebutuhanya selalu meningkat dari tahun ke tahun. Kayu di Indonesia dewasa ini menghadapi tantangan yang cukup berat berkaitan dengan adanya ketimpangan antara kebutuhan bahan baku industri dengan kemampuan produksi kayu secara berkesinambungan, sehingga hal inilah yang membuat kayu menjadi langka dan harganya menjadi semakin mahal.

Kayu dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai keperluan, mulai dari yang sederhana (korek api, peti barang), bahan mewah (furniture, bahan interior kapal dan bangunan, ukiran) serta bahan bangunan seperti bangunan gedung, jembatan, pelabuhan atau perumahan. Untuk penggunaan kayu sebagai bahan bangunan disyaratkan mempunyai kekuatan tertentu, terutama mengenai sifat fisik/ mekaniknya. Dengan diketahuinya kekuatan untuk jenis kayu tertentu, maka konsumen akan memilih jenis kayu yang tepat sesuai penggunaanya. Tapi tidak serta merta jenis mutu kayu tertentu bisa digunakan langsung sebagai bahan bangunan, kayu tersebut harus terbebas dari cacat kayu, karena cacat kayu dapat mempengaruhi sifat mekanik kayu tersebut. Cacat kayu dapat berupa lubang, semakin besar lubang kayu maka akan semakin besar pula luas permuan kayu yang berkurang, sehingga kekuatan kayu tersebut akan berkurang.

Kayu yang bermutu baik dapat mengalami penurunan kualitas, terutama dari segi kekuatan kayu. Ada beberapa hal yang dapat menyebabkan kekuatan kayu menjadi berkurang diantaranya adalah faktor umur faktor biotis dan faktor abiotis. Faktor biotis disini dimaksud dengan alam yaitu cuaca, suhu, angin, air commitfaktor to user

1

2 digilib.uns.ac.id


tanah, kelembaban dan pengaruh dari lapisan pelindung yang terdapat pada bagian luar kayu seperti cat yang terlalu tebal. Sedangkan faktof abiotis adalah kerusakan kayu yang terjadi karena serangan rayap, bakteri, jamur dan serangga perusak lainnya.

Dengan melihat hal tersebut diatas kita harus memulai untuk menggunakan kayu secara bijaksana dan efisien, bahkan mungkin harus mencari alternatif untuk memanfaatkan kayu yang memiliki cacat kayu. Yaitu dengan memanfaatkan limbah kayu hasil penggergajian sebagai bahan perbaikan kayu yang memiliki cacat kayu. Di Indonesia industri penggergajian kayu menghasilkan limbah yang berupa serbuk gergaji 10,6% dari jumlah bahan baku yang digunakan (Setyawati, 2003). Jika produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 2,6 juta m³ pertahun (Forestry Statistics of Indonesia 1997/1998 dalam Pari, 2002), maka ada sekitar 275.600 m³ serbuk gergaji yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan perbaikan, dan diharapkan dengan perbaikan tersebut dapat meningkatkan kembali kekuatan kayu yang sudah menurun.

Syarat-syarat material yang digunakan untuk patching diantaranya cepat mengeras, mampu menyatu atau melekat erat dengan kayu yang akan di-patching, memiliki sifat mudah dikerjakan, tidak mengurangi kekuatan kayu setelah dilakukan patch repair, dan tidak terjadi susut.

Dalam penelitian ini akan meneliti bahan dan campuran yang digunakan untuk memperbaiki kayu yang memiliki cacat kayu berupa lubang dengan salah satu teknik pelaksanaan konservasi yaitu teknik kamuflase, dengan harapan perbaikan tersebut dapat meningkatkan kembali kekuatan kayu dalam hal ini kuat tekan dan kuat tarik kayu, sesuai dengan mutu kayu yang akan diperbaiki. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sisa pasahan kayu (ketam) jati, sisa amplasan kayu jati dan lem epoxy (resin + hardener).

commit to user

3 digilib.uns.ac.id


1.2. Rumusan Masalah Dari latar belakang yang telah diuraikan diatas dapat simpulkan bahwa inti permasalahan dalam penelitian ini adalah: a.

Berapakah besar nilai kuat tekan benda uji dari tiap-tiap komposisi campuran.

b.

Berapakah besar nilai kuat tarik benda uji dari tiap-tiap komposisi campuran.

1.3. Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah: a.

Serbuk sisa pasahan (ketam) dan sisa amplasan kayu yang digunakan berasal dari kayu jati.

b.

Bahan perekat untuk membuat campuran dalam penelitian ini adalah lem epoxy yang terdiri dari resin dan hardener.

c.

Penelitian ini hanya menguji kuat tekan dan kuat tarik dari campuran.

d.

Benda uji untuk pengujian kuat tekan berbentuk kubus dan benda uji untuk pengujian kuat tarik berbentuk sampel dengan standar uji tarik.

e.

Komposisi campuran adalah sebagai berikut : 1). Untuk satu sampel tekan digunakan serbuk ketam sebanyak 30 gram, dan untuk satu sampel tarik digunakan serbuk ketam sebanyak 24 gram. 2). Digunakan juga filler dari serbuk amplas dengan kadar 0%, 25%, 50%, dan 75% dari serbuk ketam. 3). Campuran lem tergantung dari resin, yang volumenya menyesuaikan dengan banyaknya komposisi serbuk kayu yang digunakan, dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya 90 gram campuran serbuk kayu membutuhkan kadar resin 97 cc, sedangkan kadar hardener sebesar 10%, 25% dan 50% dari resin.

1.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: Mengetahui besar nilai kuat tekan dan nilai kuat tarik sampel campuran. commit to user

4 digilib.uns.ac.id


1.5. Manfaat Penelitian Manfat dari penelitian ini adalah: a.

Dapat mengetahui campuran manakah yang digunakan untuk keperluan perbaikan kayu dengan teknik kamuflase, sesuai dengan mutu kayu tersebut.

b.

Memberikan alternatif pengunaan campuran untuk penambalan (patching) kayu yang memiliki lubang.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka Kayu adalah karakteristik yang sangat diinginkan untuk digunakan sebagai bahan struktural dan oleh karena itu telah digunakan sejak awal peradaban. Bahan struktural paling memiliki kekuatan yang baik, ringan dan karakter bahan alam yang dapat diperbaharui adalah kualitas utama dari kayu untuk digunakan sebagai struktural. Kayu salah satu elemen bangunan tertua yang digunakan manusia untuk pembangunan rumah dan bangunan lainnya. Tetapi untuk mencapai hasil yang sangat baik dalam pekerjaan mereka harus ingat aspek-aspek tertentu yang terkait dengan bentuk pemotongan, menyembuhkan dan pengeringan.

Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak terdapat pada bahan-bahan lain, diantaranya memiliki kekuatan tarik dan kekuatan tekan yang hampir seimbang, kayu mudah dibentuk dan dapat diperoleh dimana saja (Dumanauw, 1993).

Menurut Benny Puspantoro (1992), kayu sebagai bahan bangunan mempunyai sifat yang menguntungkan dan merugikan. Sifat yang menguntungkan dari kayu antara lain: a) Mudah didapat dan relatif murah harganya dibandingkan bahan bangunan lain seperti beton dan baja. b) Mudah dikerjakan tanpa alat-alat berat khusus, misalnya mudah dipotong, dihaluskan, diukir ataupun disambung sebagai suatu konstruksi. c) Bentuknya indah alami sehingga sering diexpose serat-seratnya sebagai hiasan ruang d) Isolasi panas, sehingga rumah yang banyak menggunakan bahan kayu akan terasa sejuk nyaman. e) Tahan zat kimia, seperti asam atau garam dapur. commit to user

5


6 digilib.uns.ac.id

f) Ringan sehingga mengurangi berat sendiri dari bangunan dan dapat menghemat ukuran fondasinya. g) Serba guna, artinya dapat dipakai sebagai konstruksi bangunan, seperti kuda-kuda atap, langit-langit, pintu jendela, tiang atau dinding, selain itu dapat juga untuk alat bantu kerja sementara seperti bekesting untuk cor beton, bouwplank, tangga kerja dan lain sebagainya. h) Mudah diganti dalam waktu singkat, relatif mempunyai kekuatan yang tinggi, dan berat sendiri yang rendah.

Sedangkan sifat yang merugikan dari kayu antara lain: a) Mudah terbakar dan menimbulkan api, sehingga rumah yang banyak memakai bahan kayu kalau terbakar sulit dipadamkan karena api mudah menjalar dari satu tempat ke tempat lainnya melalui bahan kayu ini. b) Kekuatan dan keawetan kayu sangat tergantung dari jenis dan umur pohonnya, sedang kayu yang ada diperdagangan sulit ditaksir umurnya. c) Cepat rusak oleh pengaruh alam, hujan/air menyebabkan kayu cepat lapuk, panas matahari menyebabkan kayu retak-retak. d) Dapat dimakan serangga-serangga kecil sepertai rayap, bubuk dan kumbang. e) Dapat berubah bentuknya, menyusut atau memuai, tergantung kadar air yang dikandungnya. Bila kandungan airnya banyak kayu akan memuai, sebaliknya kalau kering kayu akan menyusut. f) Pada pembebanan jangka panjang, lendutan cukup besar.

Kayu sebagai bahan konstruksi harus bersifat baik dengan ketentuan bahwa segala sifat dan kekurangan yang berhubungan dengan pemakaiannya sebagai bahan konstruksi tidak akan mengurangi nilai konstruksi. Kekuatan kayu dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti angka kerapatan, penyimpangan arah serat, cacat karena retak kayu atau mata kayu, kadar air serta beban (Eko Joko Santoso, 2004).

Ketahanan alami kayu yang bervariasi menunjukkan adanya faktor-faktor bawaan yang mempengaruhinya. Faktor-faktor ini perlu diketahui sebagai bahan referensi dalam memperkirakan atau menentukan commit tokelas user ketahanan kayu, baik kekuatan

7 digilib.uns.ac.id


maupun keawetannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan alami kayu secara umum adalah seluruh sifat-sifat dasarnya yang meliputi struktur anatomi, sifat fisis, dan unsur kimia penyusunnya. Faktor-faktor ini juga memiliki hubungan yang kuat satu sama lain.

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut sebagai sifat mekaniknya. Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul beban/gaya yang mengenainya. Ketahan terhadap perubahan bentuk menetukan banyaknya bahan yang dimampatkan, terpuntir atau terlengkung akan oleh suatu beban yang mengenainya. Sifat-sifat mekanik merupakan ciri-ciri penting produkproduk kayu yang akan digunakan untuk bahan bangunan (Haygreen, 1982).

2.1.1. Sifat-Sifat Kayu Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pemilihan dan penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian, memerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat kayu. Kayu berasal dari berbagai jenis pohon yang memiliki sifat-sifat yang berbeda-beda. Dari sekian banyak sifat-sifat kayu yang berbeda satu sama lain, ada beberapa sifat yang umum terdapat pada semua jenis kayu yaitu: a) Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa kimia berupa selulosa dan hemi selulosa (karbohidrat) serta lignin (non karbohidrat). b) Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, radial dan tangensial). c) Kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau melepaskan kadar air (kelembaban) sebagai akibat perubahan kelembaban dan suhu udara disekelilingnya. d) Kayu dapat diserang oleh hama dan penyakit dan dapat terbakar terutama dalam keadaan kering commit to user

8 digilib.uns.ac.id


Kekuatan dari kayu banyak dipengaruhi oleh sifat-sifat yang terkandung di dalam kayu itu sendiri, yaitu sifat fisik, mekanik dan kimianya terdapat pada kayu:

2.1.1.1. Sifat Fisik Kayu Sifat fisik kayu adalah sifat-sifat yang dimiliki kayu sehingga membedakan dengan bahan konstruksi lainya, diantaranya yaitu: a. Struktur Kayu Kayu tersusun dari sel-sel dan sel-sel tersebut tersusun dari selulosa. Sel tersebut dipersatukan oleh lignin, sel-sel kayu berbentuk bundar memanjang atau persegi memanjang dimana panjang sel jauh lebih besar dari lebarnya. Jika terjadi keretakan sel selalu terjadi pada bagian panjang yang sejajar dengan arah

pertumbuhan

kayu.

Perbedaan-perbedaan

susunan

sel-sel

ini

menyebabkan perbedaan sifat-sifat dari berbagai jenis kayu.

b. Kadar Air Kadar air kayu adalah banyaknya air yang ada didalam sepotong kayu dinyatakan sebagai porsentase dari berat kayu kering oven. Banyaknya kandungan air pada kayu bervariasi tergantung dari suhu dan kelembaban udara disekitarnya dan tergantung dari jenis kayu. Semua sifat fisik kayu sangat dipengaruhi oleh perubahan kadar air kayu. Oleh karena itu dalam penggunaan kayu sebagai bahan baku bangunan perlu diketahui kandungan kadar airnya (Dumanauw, 1984). Menurut Kasmujo (2001), kadar air besarnya bervariasi menurut jenis kayu dan perbedaan umur kayu.

Wangaard (1950) menyatakan bahwa kekuatan kayu sebagai balok (lenturan) dan sebagai kolom (tekan sejajar serat) akan bertambah besar bila kondisi kayu tersebut bertambah kering, kecuali keuletannya. Saat kayu mengering dibawah titik jenuh serat, sebagian besar kekuatan dan sifat-sifat elastik bertambah. Ini mungkin diharapkan akan terjadi karena saat air dikeluarkan dari dinding sel, molekul-molekul berantai panjang bergerak saling mendekat dan menjadi terikat lebih kuat. commit to user


9 digilib.uns.ac.id

Kayu dari mulai ditebang sampai siap dibuat produk akan mengalami penurunan kadar air. Kadar air kering udara di Indonesia berkisar antara 1018%. Pada jenis-jenis kayu dengan berat jenis rendah, kadar air 18% sudah mencapai kondisi kering udara. Di daerah iklim tropis kadar air seimbang didalam ruangan kurang dari 10%, sedang di luar ruangan lebih dari 20%. Dalam ruang ber-AC kadar air seimbang kurang dari 10% demikian juga ruangan yang dilengkapi dengan pemanas. Kayu dalam kondisi kering udara jika terus dikeringkan, maka kadar airnya masih bisa berkurang lagi hingga tinggal 0 - 1% saja. Kadar air pada kondisi teoritis 0% disebut kondisi kering tanur dan relatif labil artinya mudah berubah. Tabel 2.1 Kadar Air Yang Cocok Untuk Bermacam-Macam Konstruksi Konstruksi Kadar Lengas Alat-alat pertanian, jembatan, pagar-pagar dan sebagainya

18%

Meja kursi untuk kebun, kuda-kuda yang terlindung

16%

Perkakas rumah seperti tempat tidur, meja, kursi dan sebagainya

12%

Sumber: Suwarno Wiryomartono (1976)

c. Kerapatan dan Berat Jenis Berat suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu, rongga sel, kadar air dan zat ekstraktif didalamnya. Berat suatu jenis kayu berbanding lurus dengan BJ-nya. Kayu mempunyai berat jenis yang berbeda-beda, berkisar antara BJ minimum 0,2 (kayu balsa) sampai BJ 1,28 (kayu nani). Umumnya makin tinggi BJ kayu, kayu semakin berat dan semakin kuat pula.

Berat kayu meliputi berat zat kayu sendiri, berat zat ekstraktif dan berat air yang dikandungnya. Jumlah zat kayu dan zat ekstraktif biasanya konstan, sedangkan jumlah air berubah-ubah. Oleh karena itu berat jenis dari sepotong kayu bervariasi tergantung dari kadar air yang dikandungnya. Untuk mendapat keseragaman, maka pada umumnya dalam penentuan berat jenis kayu, berat commit to user ditentukan dalam keadaan kering tanur. Dalam keadaan kering tanur, volume

10 digilib.uns.ac.id


kayu akan mencapai minimum sedangakan air yang dikandungnya sangat kecil, kurang lebih 1% dari berat kayu (Brown et al. 1952). Berat jenis kayu adalah perbandingan berat kayu terhadap volume air yang sama dengan volume kayu tersebut dengan menggunakan berat kayu kering sebagai dasar. Faktor tempat tumbuh dan iklim, letak geografis dan spesies dapat berpengaruh terhadap berat jenis, demikian pula letak bagian kayunya berpengaruh terhadap berat jenis kayu (Haygreen dan Bowyer, 1996).

Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu. Setiap jenis kayu mempunyai berat jenis yang berbeda berkisar antara 0,3 hingga 0,9. Faktor tempat tumbuh iklim, letak geografis dan spesies dapat berpengaruh terhadap berat jenis, demikian pula letak bagian kayunya berpengaruh terhadap berat jenis kayu (Haygreen dan Bowyer, 1996). Makin besar berat jenis kayu, umumnya makin kuat pula kayunya dan semakin kecil berat jenis kayu, akan berkurang pula kekuatanya (Dumanauw, 1984). Berdasarkan berat jenisnya, jenis-jenis kayu digolongkan ke dalam kelas-kelas seperti Tabel berikut: Tabel 2.2 Hubungan Antara Berat Jenis Kayu Dengan Kelas Berat Kayu Kelas Berat Kayu Berat Jenis Sangat berat Berat Agak berat Ringan Sumber: Dumanauw (1993)

Lebih besar dari 0,90 0,75 - 0,90 0,60 - 0,75 Lebih kecil dari 0,60

d. Higroskopik Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau kelembaban. Makin lembab udara disekitarnya makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Dalam

kondisi

kelembaban

kayu

sama

dengan

kelembaban

udara

disekelilingnya disebut kandungan air keseimbangan. Suatu petunjuk, bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara commit to user



disekitarnya. Yang termasuk dalam sifat higroskopik kayu adalah kadar lengas kayu dan kembang susut kayu (Dumanauw, 1993).

2.1.1.2. Sifat Mekanik Kayu Sifat-sifat mekanik kayu atau kekuatan kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar. Yang dimaksud dengan muatan dari luar ialah gayagaya diluar benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda. Untuk lebih jelasnya sifat-sifat mekanik dari kayu dan dimana atau bagaimana sifat mekanik itu penting, dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut:

Tabel 2.3 Sifat-Sifat Mekanik Kayu Yang Penting Sifat-sifat Bagaimana atau dimana sifat ini penting A. sifat Kekuatan Kekuatan lentur Menentukan beban yang dapat dipikul suatu gelagar Kekuatan tekan sejajar serat

Menentukan beban yang dapat dipikul suatu tiang atau pancang yang pendek

Kekuatan tekan tegak lurus serat

Penting dalam rancangan sambungansambungan antara suku-suku kayu dalam suatu bangunan dan pada penyangga gelagar

Kekuatan tarik sejajar serat

Penting untuk suku bawah (busur) pada penopang kayu dan dalam rancangan sambungan antara suku-suku bangunan

Kekuatan geser sejajar serat

Sering menentukan kapasitas beban yang dapat dipikul oleh gelagar pendek

B. Sifat Elastik Modulus elastisitas

Ukuran ketahanan terhadap pembengkokan, yaitu berhubungan langsung dengan kekakuan gelagar juga suatu faktor untuk kekuatan atau tiang panjang

Sumber: US. Forest Products Laboratory (1974) Menurut Wiryomartono (1976), kayu bersifat anisotrop maka sifat mekaniknya ke berbagai arah serat berbeda, antara lain disebutkan: commit to user



a) Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat daripada tarik menurut arah tegak lurus serat ( Ft // > Ft ^ ). b) Kayu lebih kuat mendukung gaya desak sejajar serat daripada desak menurut arah tegak lurus serat (Fc // > Fc ^ ). c) Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat daripada gaya desak pada arah sejajar serat (Ft // > Fc // ). d) Kayu lebih kuat mendukung gaya geser tegak lurus arah serat daripada geser searah arah serat ( Fv ^ > Fv // ). e) Kayu mempunyai dukungan lentur yang lebih besar daripada dukungan desak.

a. Modulus Elastisitas Menurut haygreen dan Bowyer (1993) kekuatan lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) adalah suatu nilai yang konstan dan merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan dibawah batas proporsi. Tegangan didefinisikan sebagai distribusi gaya per unit luas, sedangkan renggangan adalah perubahan panjang per unit panjang bahan. Modulus elastisitas (MOE) berkaitan dengan regangan, defleksi dan perubahan bentuk yang terjadi. Besarnya defleksi dipengaruhi oleh besar dan lokasi pembebanan, panjang dan ukuran balok serta MOE kayu itu sendiri. Makin tinggi MOE akan semakin kurang defleksi balok atau gelagar dengan ukuran tertentu pada beban tertentu dan semakin tahan terhadap perubahan bentuk (Haygreen dan Bowyer, 1993).

b. Kekuatan Tekan (Compression stregth) Kekuatan tekan suatu jenis kayu adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan jika kayu itu dipergunakan untuk tujuan tertentu. Dalam hal ini dibadakan dua macam tekan, yaitu tekan tegak lurus arah serat dan tekan sejajar arah serat. Kekuatan tekan tegak lurus serat menentukan ketahanan kayu terhadap beban. Kekuatan ini mempunyai hubungan juga dengan kekerasan kayu dan kekuatan geser. Kekuatan tekan tegak lurus arah serat pada semua kayu lebih kecil dibandingkan kekuatan sejajar arah serat. (Dumanauw,2001). commit to user



c. Kekuatan Tarik (Tension Strength) Kekuatan tarik suatu jenis kayu ialah untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu itu. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil dari pada kekuatan tarik sejajar arah serat. Kekuatan tarik ini mempunyai hubungan dengan ketahanan kayu terhadap pembelahan (Dumanauw,2001).

d. Kekerasaan (Hardness) Kekerasan merupakan ukuran kekerasan kayu untuk menahan kikisan pada permukaannya, sifat kekerasan ini dipengaruhi oleh kerapatan kayu, keuletan kayu, ukuran serat, daya ikat antar serat Pada umumnya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat jenis kayu. Kayu-kayu yang keras juga termasuk kayu-kayu yang berat. Sebaliknya kayu ringan adalah juga kayu yang lunak (Dumanauw, 1993).

2.1.1.3. Sifat Kimia Kayu Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena menentukan kegunaan suatu jenis kayu dan digunakan untuk memebedakan jenisjenis kayu. Susunan kimia kayu digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu terhadap serangan makhluk perusak kayu. Selain itu dapat pula menentukan pengerjaan dan pengolahan kayu, sehingga didapat hasil yang maksimal (Dumanauw, 1993).

2.1.2. Mutu Kayu Berdasarkan Tata Cara Perencanaan Struktur Kayu Untuk Bangunan Gedung (SNI Kayu 2002), kayu di Indonesia dibagi dalam tiga mutu, yaitu mutu A, mutu B dan mutu C. Seperti terlihat dalam Tabel 2.4 berikut: Tabel 2.4 Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu Macam cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Mata kayu: Terletak dimuka lebar 1/6 lebar kayu 1/4 lebar kayu Terletak dimuka sempit 1/8 lebar kayu 1/6 lebar kayu Retak 1/5 tebal kayu commit to user 1/6 tebal kayu

Kelas Mutu C 1/1 lebar kayu 1/4 lebar kayu 1/2 tebal kayu



Lanjutan Macam cacat Pingul Arah serat Saluran damar

Gubal Lubang serangga

Cacat lain (lapuk, hati rapuh, retak melintang)

Kelas Mutu A 1/10 tebal atau lebar kayu 1:13 1/5 tebal kayu eksudasi tidak diperkenankan Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda serangga hidup Tidak diperkenankan

Kelas Mutu B 1/6 tebal atau lebar kayu 1:09

Kelas Mutu C 1/4 tebal atau lebar kayu 1:06

2/5 tebal kayu

1/2 tebal kayu

Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda serangga hidup Tidak diperkenankan

Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda serangga hidup Tidak diperkenankan

Sumber: Tata Cara Perencanaan Struktur Kayu Untuk Bangunan Gedung (SNI Kayu 2002)

Sedangkan penggolongan mutu kayu berdasarkan kelas kuat secara masinal (grading machine) pada kandungan air air standar (15%) menurut SNI 2002 dapat dlihat pada Tabel 2.5 berikut:

Tabel 2.5 Nilai kuat acuan (Mpa) berdasarkan atas pemilahan secara masinal pada kadar air 15% Kode Mutu Ew Fb Ft// Fc// Fv Fc E 26 E 25 E 24 E 23 E 22 E 21 E 20 E 19 E 18 E 17 E 16 E 15 E 14

25000 24000 23000 22000 21000 20000 19000 18000 17000 16000 15000 14000 13000

66 62 59 56 54 50 47 44 42 38 35 32 30

60 58 56 53 50 47 44 42 39 36 33 31 28

commit to user

46 45 45 43 41 40 39 37 35 34 33 31 30

6,6 6,5 6,4 6,2 6,1 5,9 5,8 5,6 5,4 5,4 5,2 5,1 4,9

24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12



Lanjutan Kode Mutu E 13 E 12 E 11 E 10

Ew 12000 11000 10000 9000

Fb 27 23 20 18

Ft// 25 22 19 17

Fc// 28 27 25 24

Fv 4,8 4,6 4,5 4,3

Fc 11 11 10 9

Sumber: Konstruksi kayu, edisi kedua, Ali Awaludin dan Linggar Septhia Irawati.

2.1.3. Kerusakan / Cacat Pada Kayu Kerusakan pada kayu terjadi karena tindakan-tindakan atau karena keadaan yang mengakibatkan kekuatan kayu menurun, harga kayu menurun, dan mutu dan nilai pakai kayu berkurang atau kayu sama sekali tak terpakai. yang merupakan akibat dari perilaku manusia yang kurang cermat dalam mengelola kayu. Misalnya: pemeliharaan hutan yang kurang baik, penebangan pohon yang salah, pembagian batang yang keliru, cara menggergaji yang keliru serta cara pengeringan kayu yang tidak sesuai. Berikut ini beberapa kerusakan/cacat yang biasa terjadi pada kayu, antara lain:

2.1.3.1. Mata Kayu Mata kayu adalah cacat yang paling umum mengurangi kekuatan kayu gergajian. Mata kayu pada pinggir bawah suatu gelagar pengurangan kekuatanya jauh lebih besar dari pada terletak di pinggir atas, karena mata kayu mempunyai pengaruh yang sangat besar pada kekuatan tarik dari pada pengaruhnya pada kekuatan tekan. Pada beberapa jenis kayu mata kayu justru dianggap sebagai tekstur penting yang menambah nilai ekonomis dan estetika kayu. Bagaimanapun, mata kayu pada sebagian jenis kayu bukanlah suatu hal yang baik terutama mata kayu mati. Terbentuk karena adanya pertumbuhan cabang pohon. Semakin besar cabang pohon akan semakin besar diameter mata kayu pada batang utama.

commit to user



Gambar 2.1 Mata Kayu Mata kayu berpotensi kurang baik terhadap ketahanan kayu karena adanya mata kayu mematahkan alur serat pada batang sehingga kekuatan kayu menjadi berkurang. Selain itu mata kayu yang terlalu keras juga akan berpengaruh kurang baik terhadap hasil akhir finishing. permukaan bisa menjadi lebih mengkilap (glossy) atau bahkan terlalu tipis.

2.1.3.2. Retak, Pecah dan Belah Pada kayu bulat sering terlihat adanya serat-serat yang terpisah memanjang dan berdasarkan ketentuan pengujian kayu jika: a) Lebar terpisahnya serat ≤ 2 mm, dinamakan retak. b) Lebar terpisahnya serat ≤ 6 mm, dinamakan pecah. c) Lebar terpisahnya serat ≥ 6 mm, dinamakan belah.

Penyebab terjadinya cacat pecah dan belah, diantaranya: a) Ketidakseimbangan arah penyusutan pada waktu kayu menjadi kering. b) Tekanan di dalam tubuh kayu yang kemudian terlepas pada waktu kayu ditebang. c) Kesalahan dalam teknik penebangan atau menimpa benda-benda keras.

Pengaruh cacat pecah atau belah: a) Mengurangi kekuatan tarik b) Mengurang kekuatan, distriubusi beban menjadi tidak merata. c) Kekuatan geser berkurang, akibat luasan daerah yang menahan beban commit to user berkurang



2.1.3.3. Cacat Akibat Jamur Penyerang Kayu Bagi perkembangan jamur pembusuk kayu sangat diperlukan bahan makanan yang cukup di dalam kayu, kelembapan yang cukup, sedikit udara dan suhu yang layak. Pengaruh jamur pembusuk kayu yang menghancurkan dinding-dinding pada perkembangan lanjut dari pembusukan mengakibatkan kehancuran total struktur kayu. Dengan demikian kekuatan kayu akhirnya akan mengalami penurunan yang nyata. Tetapi pada tahap permulaan serangan jamur itu, timbul kerapuhan kayu yang nyata dengan akibat bahwa bahan yang terserang, cenderung untuk patah secara mendadak jika diberi beban dengan perubahan bentuk sedikit saja serta patahan yang halus tidak berserpih. Pada lain pihak jamur penyebab noda kayu hanya mempunyai pengaruh sedikit terhadap kekuatan kayu dan biasanya tidak menurunkan kekuatan yang besar. Hanya ditinjau dalam segi keindahan akan menurun, karena timbulnya warna-warna yang kotor (noda-noda).

Jamur penyerang kayu dapat dibedakan menjadi: a) Jamur pembusuk kayu b) Jamur pelapuk kayu c) Jamur penyebab noda kayu

Gambar 2.2 Jamur Perusak Kayu 2.1.3.4. Cacat Akibat Serangga Perusak Kayu Jenis serangga perusak kayu, diantaranya : rayap, kumbang kayu, dan bubuk kayu. Kayu merupakan makanan dan tempat tinggal serangga tersebut, sehingga jelas bahwa serangga-serangga tersebut akan membuat lubang-lubang terowongan commit to user didalam kayu yang mengakibatkan kekuatan kayu akan berkurang.



Gambar 2.3 Kerusakan Kayu Akibat Serangga

2.2. Landasan Teori 2.2.1. Teknik Perbaikan Kayu Beberapa teknik perbaikan kayu pada umumnya sering digunakan untuk perbaikan benda-benda dan bangunan cagar budaya/purbakala. Bahan bangunan yang retak, pecah berlobang maupun patah dipertahankan untuk tidak diganti karena nilai sejarah yang terkandung didalamnya.

Beberapa teknik perbaikan berdasarkan Petunjuk Teknis Perawatan Benda Cagar Budaya Bahan Kayu, Direktorat Peninggalan Purbakala Departemen Kebudayaan dan Pariwisata Tahun 2006 antara lain adalah perekatan, pengisian lubang serangga, penambalan, injeksi, penyambungan, penyelarasan warna (kamuflase), konsolidasi, pengawetan, pelapisan permukaan (coating) dan pelapisan permukaan yang kedap air. Untuk

teknik yang digunakan dalam

penelitian ini kurang lebih sama seperti yang digunakan dalam teknik penambalan ataupun kamuflase.

Teknik kamuflase adalah suatu teknik perbaikan kayu yang mengalami kerusakan yang tidak begitu parah, teknik ini sering digunakan untuk perbaikan benda-benda cagar budaya atau benda-benda dari kayu yang memiliki nilai historis sehingga bila masih bisa untuk diperbaiki maka akan diperbaiki sehingga nilai historisnya user tidak hilang. Untuk lebih jelasnyacommit sebagaitoberikut:



a. Sasaran Sasaran teknik ini adalah untuk menambal lubang diseluruh permukaan kayu yang cacat/berlubang, baik itu bekas serangga maupun bekas perbaikan sebelumnya.

b. Bahan-Bahan Bahan-bahan dalam teknik ini adalah: a)

Serbuk Kayu Jati Serbuk kayu adalah sisa dari proses pengerjaan kayu. Serbuk kayu yang dihasilkan dari proses pengerjaan biasanya terkumpul dalam jumlah yang banyak dan tidak terbuang sia-sia. Pemanfaatan serbuk kayu di Indonesia belum begitu banyak selain untuk bahan kerajinan dan bahan bakar.

N. Balaguru, P. Shah, (1992), Serbuk kayu merupakan salah satu serat alami (cellulose fibers) yang dapat digunakan sebagai zat tambah dalam campuran menambal.

Serbuk kayu sebagai bahan dasar material pembuatan sampel dalam penelitian ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu 1) Serbuk Pasahan (ketam) Yaitu serbuk yang berasal dari sisa pengetaman kayu yang bertektur lebih kasar dan lebih besar.

Gambar 2.4 Serbuk Ketam (Pasahan) commit to user



2) Serbuk Amplasan Yaitu sebuk yang berasal dari sisa pengamplasan/penghalusan pemukaan kayu, tesktur serbuk ini sangat halus sehingga sangat cocok sebagai bahan pengisi atau filler.

Gambar 2.5 Serbuk Amplasan Serbuk kayu yang kami gunakan adalah sisa dari proses pengerjaan kayu jati yang didapatkan dari sentral kerajinan kayu jati di daerah Gemolong, Sragen. Serbuk kayu yang dihasilkan dari proses pengerjaan biasanya terkumpul dalam jumlah yang banyak dan tidak terbuang sia-sia. Pemanfaatan serbuk kayu di Indonesia belum begitu banyak selain untuk bahan kerajinan dan bahan bakar.

b) Lem Epoxy Lem 2 (dua) komponen yang terdiri dari resin & hardener yang penggunaanya sangat serba guna, bisa digunakan untuk merekatkan logam, kayu, beton, kaca, plastik dan berbagai media yang memerlukan daya rekat yang extra kuat. Resin berfungsi sebagai pengikat atau perekat sedangkan hardener berfungsi sebagai pengeras. Lem epoxy yang digunakan dalam penelitian ini dengan merk NEW MR.

commit to user



Gambar 2.6 Lem Epoxy c. Peralatan Peralatan yang digunakan dalam teknik ini antara lain: Spatula, baki plastik, sarung tangan, peralatan pertukangan kayu.

d. Langkah-langkah Langkah-langkah teknik ini adalah sebagai berikut: a. Siapkan bahan dan alat yang diperlukan. b. Campur dan aduk hingga rata bahan perekat (resin + hardener), kemudian campurkan dengan serbuk kayu. c. Isikan bahan tersebut pada bagian yang berlobang d. Biarkan bahan mengering dan mengeras.

2.2.2. Kuat Tekan Kuat tekan / tegangan normal tekan merupakan tingkat atau derajat kekuatan suatu material terhadap gaya tekan dari luar yang membebaninya. Menurut Timoshenko (1976) Tegangan normal merupakan perbandingan antara beban yang diberikan dengan luas permukaan yang menderita beban. Kuat tekan dapat dirumuskan sebagai berikut:

fc =

Pmaks A

dengan:

fc

= kuat tekan sampel (MPa) commit to user

Pmaks = beban tekan maksimum (N)



= luas permukaan benda uji tertekan (mm2)

A

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kuat tekan antara lain: a.

Proporsi bahan-bahan penyusun Proporsi bahan-bahan penyusun ditentukan melalui mix design. Hal ini dimaksudkan agar proporsi campuran tersebut dapat memenuhi syarat kuat tekan dan harganya ekonomis.

b. Metode perancangan (mix design) Metode perancangan digunakan untuk menentukan komposisi bahan-bahan penyusun agar sesuai dengan kinerja yang diharapkan. c.

Perawatan (curing) Perawatan berfungsi untuk menghindari panas hidrasi yang tidak diinginkan, terutama yang disebabkan oleh suhu.

Menurut Felix Yap (1964) pada pembebanan tekan biasanya kayu bersifat elastis sampai batas proposional. Terhadap tarikan, sifat-sifat elastisitas untuk kayu tergantung

dari

keadaan

lengas.

Kayu

yang berkadar

lengas

rendah

memperlihatkan batas elastisitas yang agak rendah sedangkan kayu yang berkadar lengas tinggi terdapat perubahan bentuk yang permanen pada pembebanan. Berdasarkan penelitian kekuatan tarik kayu lebih tinggi daripada kekuatan tekan yaitu 2 – 3 kali lebih besar . Bahan campuran yang dipakai pada penelitian ini adalah sebuk sisa prses penggergajian dan sisa proses pengamplasan kayu. Jenis serbuk kayu yang digunakan adalah jenis kayu jati. Menurut Daftar kayu Indonesia, kayu jati termasuk kelas kuat II, dan sifat susutnya termasuk kelas kecil.

2.2.3. Kuat Tarik Sama seperti kuat tekan, Kuat tarik dapat dirumuskan sebagai berikut:

ft =

Pmaks A

commit to user



dengan:

ft

= kuat tarik sampel (MPa)

Pmaks = beban tarik maksimum (N)

A

= luas permukaan benda uji tertarik (mm2)

Kayu terdiri dari selulosa (cellulose), hemiselulosa, dan lignin. Lignin merupakan unsur dari sel kayu yang mempunyai pengaruh yang buruk terhadap kekuatan serat (fibers). Kuat tarik selulosa (cellulose) setelah diteliti sebesar 2000 MPa, sedangkan unsur lignin dalam kayu dapat menurunkan kuat tarik sebesar 500 MPa.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Kriteria Metodologi Penelitian 3.1.1. Tinjauan Umum Metode penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus, gejala atau fenomena tertentu dengan cara ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang rasional. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen, yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan langsung untuk mendapatkan data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel yang diselidiki. Metode eksperimen dapat dilakukan di dalam maupun di luar laboratorium. Penelitian ini dilaksanakan di dalam laboratorium, yaitu Laboratorium Bahan dan Struktur, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pemecahan masalah pada penelitian ini dengan cara statistik, yaitu dengan urutan kegiatan dalam memperoleh data hingga data tersebut dapat digunakan sebagai dasar pembuatan keputusan. Kegiatan-kegiatan yang dilakukan diantaranya adalah proses pengumpulan data, pengolahan data, analisis data dan cara pengambilan keputusan secara umum berdasarkan hasil penelitian.

3.1.2. Alat dan Bahan 3.1.1.1.

Peralatan Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: a. UTM ( Universal Testing Machine) Universal Testing Machine (UTM) digunakan untuk menguji kuat tarik, kuat tekan suatu bahan. Alat ini menggunakan sistim hidrolis untuk memberikan gaya pada benda uji. Pada penelitian ini Universal Testing Machine (UTM) digunakan untuk menguji kuat tarik dan kuat tekan sampel. Universal Testing commit to user Machine (UTM) dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut:

24



a). UTM analog

b). UTM Digital

Gambar 3.1 Universal Testing Machine (UTM)

b. Disamping alat-alat uji utama tersebut digunakan peralatan pembantu sebagai berikut: 1) Mistar dan jangka sorong,

5) Bekisting,

2) Timbangan,

6) Scrap,

3) Oven dengan kapasitas 200οC,

7) Alat untuk mencampur material,

4) Gelas ukur,

8) Gergaji.

3.1.1.2.

Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah: a. Serbuk Kayu Bahan material yang digunakan sebagai bahan sampel berasal dari serbuk kayu jati. Serbuk kayu ini diperoleh dari sisa pengolahan kayu, yaitu serbuk sisa penggergajian dan serbuk sisa pengamplasan. Alasan dipilihnya serbuk kayu jati ini karena kayu tersebut berasal dari jenis kayu dengan mutu baik dan selain itu serbuk kayu dengan jenis ini mudah diperoleh. commit to user



b. Lem epoxy Penelitian ini menggunakan lem epoxy merk NEW MR (resin + hardener ) sebagai bahan perekat dan pengeras serbuk kayu. Alasan dipilihnya lem epoxy karena lem jenis ini memiliki daya rekat yang kuat dan lebih cepat mengeras.

3.1.3. Standar dan Kualifikasi Benda Uji a. Pembuatan benda uji, yaitu membuat benda uji yang berasal dari serbuk kayu jati. b. Jumlah sampel yang digunakan berjumlah 36 buah untuk uji tekan dan 24 buah untuk uji tarik, dengan klasifikasi seperti pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2 berikut: Tabel 3.1 Bahan penelitian untuk pengujian kuat tekan. Kadar hardener Kadar hardener 10 % 25 % Jenis benda uji Kode Jumlah Kode Jumlah sampel sampel sampel sampel Serbuk ketam

CSC-H10

Serbuk ketam + filler 25% Serbuk ketam + filler 50% Serbuk ketam + filler 75%

CSC H10/F25 CSC H10/F50 CSC H10/F75

3 3 3 3

CSC -H25 CSC H25/F25 CSC H25/F50 CSC H25/F75

Tabel 3.2 Bahan penelitian untuk pengujian kuat tarik. Kadar hardener 25 % Jenis benda uji Jumlah Kode sampel sampel Serbuk ketam Serbuk ketam + filler 25% Serbuk ketam + filler 50% Serbuk ketam + filler 75%

3 3 3 3

Kadar hardener 50 % Kode Jumlah sampel sampel CSC -H50

3

CSC H50/F25 CSC H50/F50 CSC H50/F75

3 3 3

Kadar hardener 50 % Jumlah Kode sampel sampel

TSC-H25

3

TSC -H50

3

TSC -H25/F25

3

TSC -H50/F25

3

TSC -H25/F50

3

TSC -H50/F50

3

TSC -H25/F75

3

TSC -H50/F75

3

commit to user



Keterangan: a. CSC : Compression Sample Crab (sampel tekan campuran ketam) b. TSC : Tension Sample Crab (sampel tarik campuran ketam) c. H

: Hardener

d. F

: Filler

3.2. Tahapan Metodologi Penelitian Tahapan

metodologi penelitian

merupakan

urutan-urutan

kegiatan

yang

dilaksanakan secara sistematis, logis dengan mempergunakan alat bantu ilmiah yang bertujuan untuk memperoleh kebenaran suatau objek permasalahan. Secara garis besar pelaksanaan penelitian dengan tahap-tahap sebagai berikut: a. Tahap I

: Tahap persiapan awal.

b. Tahap II

: Tahap pemilihan bahan dan peralatan.

c. Tahap III

: Tahap pemeriksaan kadar air sebelum pengujian.

d. Tahap IV

: Tahap pembuatan benda uji

e. Tahap V

: Tahap pengujian.

f. Tahap VI

: Tahap analisis pengujian.

3.2.1. Tahap Persiapan Awal Tahap persiapan merupakan tahap untuk mempersiapkan segala sesuatu yang terkait dengan masalah penelitian yang akan dilakukan, baik yang menyangkut peralatan maupun bahan penelitian. Peralatan yang akan digunakan diperiksa sebelumnya untuk mengetahui kelayakan alat dalam pelaksanaan penelitian, dalam tahap ini juga mempersiapkan bekisting.

3.2.2. Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan Bahan utama penelitian ini adalah sisa ketam kayu jati dan lem epoxy. Peralatan yang digunakan adalah alat uji utama dan peralatan pembantu, seperti yang telah disebutkan di atas.

commit to user



3.2.3. Tahap Pemeriksaan Kadar Air Serbuk sisa ketam kayu jati yang telah dipilih kemudian ditimbang dengan berat tertentu lalu dikeringkan dengan cara dioven. Tujuan dari proses pengeringan ini adalah untuk menghilangkan kandungan air dalam serbuk kayu supaya sampel tidak mengalami kembang susut. Setelah dikeringkan serbuk kayu tersebut kemudian ditimbang kembali. Selisih antara berat serbuk sebelum dan sesudah dioven tadi kemudian dibandingkan dengan berat serbuk sebelum dioven. Kadar air terkandung dalam serbuk dinyatakan dalam porsen, dan dalam penelitian ini untuk menentukan mutu kayu menurut SNI 5 (2002) kadar air standar yang digunakan adalah 15%. Dalam SNI 03-3399-1994, pesyaratan kadar air untuk pengujian kuat tarik kayu dilaboratorium adalah ≤ 20%, sedangkan dalam penelitian ini kadar air yang terkandung dalam serbuk adalah 3% saja, jadi serbuk sisa ketam kayu tersebut layak digunakan untuk pembuatan sampel.

3.2.4. Tahap Pembuatan Benda Uji 3.2.4.1. Pembuatan Benda Uji Tekan Kami mengambil contoh untuk membuat benda uji dengan kadar hardener 25% dan filler 25%. Untuk membuat sampel tekan yang berjumlah 3 buah, serbuk ketam yang telah dioven diambil dan ditimbang dengan berat total untuk 3 buah sampel sebanyak 90 gram. Setelah itu serbuk ketam tersebut dikurangi dengan filler (serbuk amplas) seberat 25% x 90 gram dan didapat jumlah filler yang dibutuhkan yaitu sebanyak 22,5 gram. Sehingga serbuk ketam yang diperlukan adalah 90 gram – 22,5 gram = 67,5 gram.

Setelah mendapat berat serbuk ketam dan filler, kemudian membuat campuran lem epoxy dengan kadar resin à 90 gram x 1,08 cc/gram = 97,2 cc ≈ 98 cc. dan hardener sebanyak 25% x 97,2 cc = 24,3 cc ≈ 25 cc, lalu resin dan hardener diaduk. Campuran lem epoxy yang sudah jadi tersebut harus segera dicampur dengan material serbuk kayu sampai merata, karena lem epoxy hanya mempunyai umur (pot life) sekitar 100 menit, setelah 100 menit lem tidak bisa digunakan lagi. Setelah campuran merata kemudian dimasukkan kedalam cetakan (bekisting) commit user antara 3 - 4 jam. dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm, sampel akan to mengeras



Lebih jelasnya, bentuk sketsa sampel tekan dapat dilihat pada gambar berikut:

5 cm 5cm 5 cm Gambar 3.2 Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Kuat Tekan 3.2.4.2. Pembuatan Benda Uji Tarik Contoh untuk pembuatan benda uji dengan kadar hardener 25% dan filler 25%. Untuk membuat 3 buah sampel tarik, serbuk ketam yang telah dioven diambil dan ditimbang dengan berat masing-masing 72 gram. Setelah itu serbuk ketam dicampur dengan filler (serbuk amplas) seberat 25% x 72 gram = 18 gram. Sehingga serbuk ketam yang diperlukan adalah 72 gram – 18 gram = 54 gram.

Setelah pembuatan bahan material kemudian membuat campuran lem epoxy dengan kadar resin 72 gram x 1,08 cc/gram = 77,78 cc ≈ 78 cc dan hardener sebanyak 25% x 77,78 cc = 19,44 cc ≈ 20 cc. Bahan material dan lem epoxy tersebut segera dicampur sampai merata. Setelah campuran merata kemudian dimasukkan kedalam cetakan (bekisting) yang sudah dibentuk sesuai dengan ukuran sampel tarik, sampel akan mengeras antara 3-4 jam.

Bentuk sketsa sampel tarik dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.3 Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Kuat Tarik commit to user



Untuk pembuatan sampel tekan dan sampel tarik yang lain proses yang dilakukan sama, tapi dengan menggunakan jumlah resin yang berbeda, serta kadar hardener dan filler yang berbeda pula. Dilampirkan pada lampiran.

3.2.5. Tahap Pengujian 3.2.5.1.

Metode Pengujian Kuat Tekan Kayu Di Laboratorium

Metode ini mencakup tentang persyaratan, ketentuan dan cara pengujian kayu untuk semua jenis benda uji kecil bebas cacat dan kering udara. (SNI 03-39581995)

Benda uji kecil bebas cacat adalah benda uj kayu yang bebas dari mata kayu, gubal, retak, lubang, jamur, rapuh dan tidak memuntir, sedangkan kayu kering udara adalah kayu dengan kadar air maksimum 20 %. Metode ini dimaksudkan sebagai acuan dalam pengujian kuat tekan kayu, dengan tujuan memperoleh nilai kuat tekan kayu. Benda uji harus memenuhi persyaratan/ketentuan berikut: o Kelompok benda uji harus sama jenisnya; o Benda uji bebas cacat; o Setiap benda uji mempunyai identitas dengan diberi nomor dan huruf; o Jumlah benda uji minimum 2 buah untuk setiap jenis kayu. o Ukuran benda uji untuk kuat tekan sejajar serat ditentukan sebesar (50 x 50 x 200) mm dengan ketelitian ± 0,25 mm, kadar air maksimum 20%,

commit toUji user Gambar 3.4 Benda Kuat Tekan


3.2.5.2.


Metode Pengujian Kuat Tarik Kayu Di Laboratorium

Standar ini menetapkan cara uji kuat tarik kayu untuk semua jenis benda uji kecil, bebas cacat dan kering udara. (SNI 03-3399-1994)

Benda uji kecil bebas cacat adalah benda uji kayu yang bebas dari mata kayu, gubal, retak, berlubang, jamur, rapuh dan tidak memuntir. Sedangkan kayu kering udara adalah kayu dengan kadar air maksimum 20 %. Persyaratan dan ketentuan pengujian o Jumlah benda uji minimum 2 buah untuk setiap jenis kayu. o Benda uji harus memenuhi persyaratan kelompok benda uji yang sama jenisnya, benda uji bebas cacat, diberi nomor urut, o Ukuran dan bentuk benda uji untuk pengujian kuat tarik.

Gambar 3.5 Ukuran Dan Bentuk Benda Uji Untuk Kuat Tarik

Siapkan benda uji, sediakan alat uji tarik, alat ukur, lembaran data, beri kode pengujian, atur jarum penunjuk mesin pada angka 0 , letakkan benda uji sesuai pada mesin dengan kedudukan vertikal, atur jarak jepitan, jalankan mesin dengan menerus sampai beban maksimum, hitung kuat tarik berdasarkan nilai beban commit to user maksimum dan luas penampangnya.



3.2.5.3.

Tahap Pengujian Kuat Tekan

Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tekan dengan menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM). Sampel yang akan diuji minimal berumur 24 jam, karena lem epoxy dalam sampel akan mengeras secara kering total dalam waktu 24 jam. Pengujian kuat tekan dilakukan dengan memberikan gaya tekan/beban pada benda uji, hingga benda uji tersebut runtuh/pecah. Tetapi, dari hasil penelitian benda uji tersebut tidak mengalami runtuh/pecah melainkan mengalami pemampatan/memadat. Beban maksimum benda uji dapat dilihat pada dial UTM, yaitu angka saat jarum penunjuk melambat. Beban maksimum tersebut dinyatakan dalam kgf.

3.2.5.4.

Tahap Pengujian Kuat Tarik

Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tarik dengan menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM). Sama seperti pada pengujian kuat tekan, Sampel yang akan diuji minimal berumur 24 jam. Pengujian kuat tarik dilakukan dengan memberikan gaya tarik pada benda uji, hingga benda uji tersebut putus.

3.2.6 Tahap Analisis Hasil Penelitian Dari hasil pengujian yang diperoleh kemudian dilakukan analisis data untuk mengetahui besarnya kuat tekan dan kuat tarik sampel, yaitu dengan membagi beban maksimum dengan luas sample yang diuji. sehingga dapat diketahui termasuk mutu kayu apakah sampel tersebut dengan acuan tabel 2.5.

3.3. Kerangka Pikir Secara garis besar Bagan Kerangka Pikir Tahapan Metodologi Penelitian dapat dilihat pada gambar berikut:

commit to user



Mulai Persiapan Bahan Dan Peralatan Penelitian: - Serbuk kayu - oven - Lem epoxy - timbangan - bekisting - mistar - gelas ukur - skrap - wadah untuk mencampur - UTM

Pengovenan Dan Pemeriksaan Kadar Air Serbuk Kayu tidak Kadar lengas 15 % ya

Pembuatan Sampel Tekan

Pembuatan Sampel Tarik

Pengujian Tekan

Pengujian Tarik

Analisis Data Hasil Penelitian

Selesai

Gambar 3.6 Bagan Kerangka Pikir commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Data 4.1.1. Pengujian Kuat Tekan Pengujian kuat tekan pada penelitian ini menggunakan benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm3. Pengujian dilakukan dengan cara memberikan beban hingga benda uji tersebut hancur dengan alat Universal Testing Machine (UTM). Pada saat dial mulai melambat didapatkan beban/gaya tekan maksimum ( Pmaks ) dari benda uji. Data tersebut kemudian diolah untuk memperoleh nilai kuat tekan benda uji ( f c ). Nilai kuat tekan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

fc =

Pmaks ………………….……………………….….... (4.1) A

Dengan:

fc

= kuat tekan (MPa)

Pmaks = beban tekan maksimum (N)

A

= luas permukaan benda uji tertekan (mm2)

Contoh perhitungan kuat tekan adalah sebagai berikut: Beban maksimum ( Pmaks ) = 125 kgf = 125 kg x 10 m/s2 = 1250 N Luas permukaan ( A )

= 50 mm x 50 mm = 2500 mm2

fc = =

Pmaks A 1250 N = 0,50 MPato user commit 2500 mm 2

34



Pengujian kuat tekan yang dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM), didapat nilai kuat tekan dan setelah dimasukan ke dalam rumus yang telah disebutkan diatas maka didapat beberapa hasil sesuai dengan perbandingan filler dan variasi hardener.

4.1.1.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan dengan Variasi Filler dengan Hardener Hasil pengujian kuat tekan sampel dengan variasi filler dan hardener berturutturut dapat dilihat dalam Tabel berikut ini:

Tabel 4.1. Kuat Tekan Sampel dengan Variasi Filler dan Hardener No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Kode Benda Uji

CSC – H10

CSC – H25

CSC – H50

CSC – F25/H10

CSC – F25/H25

CSC – F25/H50

CSC – F50/H10

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Tegangan Maksimum (Kgf)

Tegangan Maksimum (N)

Kuat Tekan Maksimum (MPa)

20 15 25 20 20 25 25 35 35 30 10 60 50 30 25 25 35

200 150 250 200 200 250 250 350 350 300 100 600 500 300 250 250 350

0.08 0.06 0.10 0.08 0.08 0.10 0.10 0.14 0.14 0.12 0.04 0.24 0.20 0.12 0.10 0.10 0.14

commit to user

Ratarata (MPa)

0.07

0.09

0.17

0.10

0.22

0.11

0.12



Tabel 4.1. (Lanjutan) No 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Kode Benda Uji

CSC – F50/H25

CSC – F50/H50

CSC – F75/H10

CSC – F75/H25

CSC – F75/H50

Tegangan Maksimum (Kgf)

Tegangan Maksimum (N)

Kuat Tekan Maksimum (MPa)

75 50 50 125 100 15 20 10 35 35 35 20

750 500 500 1,250 1,000 150 200 100 250 350 350 200

0.30 0.20 0.20 0.50 0.40 0.06 0.08 0.04 0.14 0.14 0.14 0.08

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Ratarata (MPa)

0.23

0.45

0.06

0.14

0.11

Rekapitulasi nilai kuat tekan rata-rata benda uji dalam tiap kadar filler dengan variasi kadar hardener dapat dilihat dalam Tabel berikut ini:

Tabel 4.2. Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 0% dan Variasi Hardener 10%, 25% dan 50 % Kuat Tekan Rata-rata Nama Benda Uji (Mpa) CSC – H10 0.07 CSC – H25 0.09 CSC – H50 0.17 Data kuat tekan rata-rata untuk kadar filler 0%, dapat dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tekan rata-rata seperti terlihat pada Gambar 4.1. commit to user



Gambar 4.1. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 0% Kadar hardener 10% nilai kuat tekan benda uji adalah sebesar 0,07 MPa, pada kadar hardener 25% nilai kuat tekan sebesar 0,09 Mpa dan pada kadar hardener 50% nilai kuat tekan sebesar 0,17 MPa. Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa pertambahan kadar hardener akan menambah pula kuat tekan benda uji, mengingat sifat hardener adalah sebagai pengeras. Tabel 4.3. Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 25% dan Variasi Hardener 10%, 25% dan 50 % Kuat Tekan Rata-rata Nama Benda Uji (Mpa) CSC – F25/H10 0.10 CSC – F25/H25 0.22 CSC – F25/H50 0.11 Data kuat tekan rata-rata untuk kadar filler 25%, dapat dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tekan rata-rata seperti terlihat pada Gambar 4.2.

commit to user



Gambar 4.2. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 25% Nilai kuat tekan benda uji pada kadar hardener 10% sebesar 0,10 MPa, kadar hardener 25% sebesar 0,22 MPa, dan kadar hardener 50% sebesar 0,11 MPa. Hal ini berbeda dari asumsi awal bahwa pertambahan kadar hardener akan menambah pula kuat tekan benda uji. Ini disebabkan karena pemadatan yang tidak merata/kurang saat pembuatan benda uji yang masih menggunakan cara manual (tenaga manusia). Faktor lain yang menyebabkan adalah karena kesalahan dalam penimbangan bahan, sehingga campuran untuk membuat sampel berkurang.

Tabel 4.4. Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 50% dan Variasi Hardener 10%, 25% dan 50 % Kuat Tekan Rata-rata Nama Benda Uji (Mpa) CSC – F50/H10 0.12 CSC – F50/H25 0.23 CSC – F50/H50 0.45 Data kuat tekan rata-rata untuk kadar filler 50%, dapat dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tekan rata-rata seperti terlihat pada Gambar 4.3. commit to user



Gambar 4.3. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 50% Nilai kuat tekan benda uji pada kadar hardener 10% adalah sebesar 0,12 MPa, untuk kadar hardener 25% sebesar 0,23 MPa, dan nilai kuat tekan pada kadar hardener 50% sebesar 0,45 MPa. Sehingga dari Gambar di atas dapat dilihat bahwa semakin besar kadar hardener, semakin tinggi pula kuat tekan benda uji.

Tabel 4.5. Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji dengan kadar Filler 75% dan variasi Hardener 10%, 25% dan 50 % Kuat Tekan Rata-rata Nama Benda Uji (Mpa) CSC – F75/H10 0.06 CSC – F75/H25 0.14 CSC – F75/H50 0.11 Data kuat tekan rata-rata untuk kadar filler 75% , dapat dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tekan rata-rata seperti terlihat pada Gambar 4.4.

commit to user



Gambar 4.4. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 75% Nilai kuat tekan benda uji pada kadar hardener 10% sebesar 0,06 MPa, kadar hardener 25% sebesar 0,14 MPa, dan kadar hardener 50% sebesar 0,11 MPa. Ini disebabkan karena pemadatan yang tidak merata/kurang saat pembuatan benda uji. Faktor lain yang menyebabkan adalah karena kesalahan dalam penimbangan bahan, sehingga campuran untuk membuat sampel berkurang.

Dari keempat perbedaan di atas dapat digabung dalam satu grafik sebagai berikut:

Gambar 4.5. Perbedaan Antara KadartoHardener dan Kuat Tekan Rata-rata commit user Benda Uji pada Kadar Filler 0%, 25%, 50% dan 75%



Dari Gambar 4.5. dapat diketahui bahwa kuat tekan paling tinggi benda uji dengan kode CSC – F50/H50 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 50%, dengan nilai sebesar 0,45 MPa dan sampel yang mempunyai kuat tekan paling rendah adalah sampel dengan kode CSC – F75/H10 atau sampel dengan kadar filler 75% dan hardener 10%, dengan nilai sebesar 0,06 MPa. Hal tersebut diatas dapat terjadi selain disebabkan karena pengaruh kadar hardener, juga dipengaruhi karena faktor gradasi campuran. Sampel CSC – F50/H50 mempunyai kuat tekan yang baik karena kadar hardener yang tinggi dan gradasi campuran yang seimbang antara filler / serbuk ampelas dengan serbuk ketam (pasah). Sedangkan sampel CSC – F75/H10 mempunyai kuat tekan yang rendah karena selain kadar hardener yang rendah juga karena gradasi campuran yang tidak seimbang dan terlalu banyak filler / serbuk ampelas.

4.1.2. Pengujian Kuat Tarik Pengujian kuat tarik pada penelitian ini menggunakan benda uji berbentuk sesuai uji tarik. Pengujian dilakukan dengan cara menarik benda uji tersebut hingga terjadi putus/patah dengan alat Universal Testing Machine (UTM). Data tersebut kemudian diolah untuk memperoleh nilai kuat tarik benda uji ( f t ). Nilai kuat tarik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

ft =

Pmaks ……………………………..………….….... (4.2) A

Dengan:

ft

= kuat tarik (MPa)

Pmaks = beban tarik maksimum (N)

A

= luas permukaan benda uji tertarik (mm2)

Contoh perhitungan kuat tarik adalah sebagai berikut: Beban maksimum ( Pmaks ) = 390 N Luas permukaan ( A ) = 10 mm x 10 mm

ft =

Pmaks A

=

= 100 mm2

390 N commit to MPa user = 3,9 100 mm 2



Pengujian kuat tarik yang dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM), didapat nilai kuat tarik dan setelah dimasukan ke dalam rumus yang telah disebutkan diatas maka didapat beberapa hasil sesuai dengan perbandingan filler dan variasi hardener.

4.1.2.1. Hasil Pengujian Kuat Tarik dengan Variasi Filler dengan Hardener Hasil pengujian kuat tarik sampel dengan variasi filler dan hardener berturut-turut dapat dilihat dalam Tabel berikut ini:

Tabel 4.6. Kuat Tarik Sampel dengan Variasi Filler dan Hardener Tegangan Kuat Tarik No Nama Sampel Tarik Max Max (MPa) (N) 1.0 1 1 101 1.9 2 TSC – H25 2 190 1.1 3 3 110 1.1 4 1 110 0.9 5 TSC – H50 2 91 0.8 6 3 80 1.7 7 1 170 1.2 8 TSC – F25/H25 2 121 1.0 9 3 100 2.0 10 1 200 0.8 11 TSC – F25/H50 2 80 2.0 12 3 199 13 1 14 TSC – F50/H25 2 15 3 3.9 16 1 390 2.9 17 TSC – F50/H50 2 288 1.1 18 3 105 0.7 19 1 68 2.5 20 TSC – F75/H25 2 250 1.6 21 3 160 1.0 22 1 98 23 TSC – F75/H50 1.6 2 160 1.9 24 3 commit 190 to user

Rata-rata

1.337

0.938

1.303

1.597

-

2.610

1.593

1.492



Rekapitulasi nilai kuat tarik rata-rata benda uji dalam tiap kadar filler dengan variasi kadar hardener dapat dilihat dalam Tabel berikut ini:

Tabel 4.7. Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 0% dan Variasi Hardener 25% dan 50 % Kuat Tarik Rata-rata Nama Benda Uji (Mpa) TSC – H25 1.337 TSC – H50 0.938 Data kuat tarik rata-rata untuk kadar filler 0%, dapat dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tarik rata-rata seperti terlihat pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 0% Kadar hardener 25% mempunyai nilai kuat tarik sebesar 1,337 MPa dan pada kadar hardener 50% nilai kuat tarik sebesar 0,938 MPa. Hal ini berbeda dari asumsi awal bahwa pertambahan kadar hardener akan menambah pula kuat tarik benda uji. Ini disebabkan mungkin karena pemadatan yang tidak merata/kurang saat pembuatan benda uji yang masih menggunakan cara manual (tenaga manusia). Faktor lain yang menyebabkan adalah mungkin karena kesalahan dalam penimbangan bahan, sehingga campuran untuk membuat sampel berkurang. commit to user



Tabel 4.8. Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 25% dan Variasi Hardener 25% dan 50 % Kuat Tarik Rata-rata Nama Benda Uji (Mpa) TSC – F25/H25 1.303 TSC – F25/H50 1.597 Data kuat tarik rata-rata untuk kadar filler 25%, dapat dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tarik rata-rata seperti terlihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 25% Nilai kuat tarik benda uji pada kadar hardener 25% sebesar 1,303 MPa, dan kadar hardener 50% sebesar 1,597 MPa. Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa pertambahan kadar hardener akan menambah pula kuat tarik benda uji, mengingat sifat hardener adalah sebagai pengeras. Tabel 4.9. Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 50% dan Variasi Hardener 25% dan 50 % Kuat Tarik Rata-rata Nama Benda Uji (Mpa) TSC – F50/H25 0.000 TSC – F50/H50 2.610 commit to user



Data kuat tarik rata-rata untuk kadar filler 50%, dapat dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tarik rata-rata seperti terlihat pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8.

Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 50%

Nilai kuat tarik benda uji pada kadar hardener 25% sebesar 0,000 MPa, dan nilai kuat tarik pada kadar hardener 50% sebesar 2,610 MPa. Sehingga dari Gambar di atas dapat dilihat bahwa semakin besar kadar hardener, semakin tinggi pula kuat tarik benda uji. Tabel 4.10. Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji dengan kadar Filler 75% dan variasi Hardener 25% dan 50 % Kuat Tarik Rata-rata Nama Benda Uji (Mpa) TSC – F75/H25 1.593 TSC – F75/H50 1.492 Data kuat tarik rata-rata untuk kadar filler 75% , dapat dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tarik rata-rata seperti terlihat pada Gambar 4.9.

commit to user



Gambar 4.9. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 75% Nilai kuat tarik benda uji pada kadar hardener 25% sebesar 1,593 MPa, dan kadar hardener 50% sebesar 1,492 MPa. Ini disebabkan karena pemadatan yang tidak merata/kurang saat pembuatan benda uji. Faktor lain yang menyebabkan adalah karena kesalahan dalam penimbangan bahan, sehingga campuran untuk membuat sampel berkurang.

Dari keempat grafik perbedaan di atas dapat digabung dalam satu grafik sebagai berikut:

Gambar 4.10. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tarik Rata-rata to user Benda Uji pada commit Kadar Filler 0%, 25%, 50% dan 75%



Dari Gambar 4.10. dapat diketahui bahwa kuat tarik paling tinggi benda uji dengan kode TSC – F50/H50 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 50%, dengan nilai sebesar 2,610 MPa dan sampel yang mempunyai kuat tarik paling rendah, dan tidak mempunyai nilai sama sekali adalah sampel dengan kode TSC – F50/H25 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 25%, dengan nilai 0,000 MPa. Hal tersebut diatas dapat terjadi selain disebabkan karena pengaruh kadar hardener, juga dipengaruhi karena faktor gradasi campuran. Sampel TSC – F50/H50 mempunyai kuat tarik yang baik karena kadar hardener yang tinggi dan gradasi campuran yang seimbang antara filler / serbuk ampelas dengan serbuk ketam (pasah). Sampel TSC – F50/H25 tidak mempunyai kuat tarik karena selain kadar hardener yang rendah juga karena gradasi campuran yang tidak seimbang dan terlalu banyak filler / serbuk ampelas.

4.2. Pembahasan Dari Gambar 4.5. dapat diketahui bahwa kuat tekan paling tinggi benda uji dengan kode CSC – F50/H50 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 50%, dengan nilai sebesar 0,45 MPa dan sampel yang mempunyai kuat tekan paling rendah adalah sampel dengan kode CSC – F75/H10 atau sampel dengan kadar filler 75% dan hardener 10%, dengan nilai sebesar 0,06 MPa. Hal tersebut diatas dapat terjadi selain disebabkan karena pengaruh kadar hardener, juga dipengaruhi karena faktor gradasi campuran. Sampel CSC – F50/H50 mempunyai kuat tekan yang baik karena kadar hardener yang tinggi dan gradasi campuran yang seimbang antara filler / serbuk ampelas dengan serbuk ketam (pasah). Sedangkan sampel CSC – F75/H10 mempunyai kuat tekan yang rendah karena selain kadar hardener yang rendah juga karena gradasi campuran yang tidak seimbang dan terlalu banyak filler / serbuk ampelas.

Dari Gambar 4.10. dapat diketahui bahwa kuat tarik paling tinggi benda uji dengan kode TSC – F50/H50 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 50%, dengan nilai sebesar 2,610 MPa dan sampel yang mempunyai kuat tarik commit to user paling rendah, dan tidak mempunyai nilai sama sekali adalah sampel dengan kode



TSC – F50/H25 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 25%, dengan nilai 0,000 MPa. Hal tersebut diatas dapat terjadi selain disebabkan karena pengaruh kadar hardener, juga dipengaruhi karena faktor gradasi campuran. Sampel TSC – F50/H50 mempunyai kuat tarik yang baik karena kadar hardener yang tinggi dan gradasi campuran yang seimbang antara filler / serbuk ampelas dengan serbuk ketam (pasah). Sampel TSC – F50/H25 tidak mempunyai kuat tarik karena selain kadar hardener yang rendah juga karena gradasi campuran yang tidak seimbang dan terlalu banyak filler / serbuk ampelas.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Dari seluruh pengujian, analisis data, dan pembahasan yang dilakukan dalam penelitian ini, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Tidak semua penambahan hardener menambah kuat tekan dan kuat tarik benda uji. Karena dari hasil pengujian, penambahan filler juga berpengaruh terhadap kekuatan benda uji. 2. Campuran tertinggi sampel tekan terdapat pada campuran dengan kode sampel CSC – F50/H50 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 50% dengan nilai 0,45 MPa dan campuran tertinggi sampel tarik terdapat pada campuran dengan kode sampel TSC – F50/H50 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 50% dengan nilai sebesar 2,610 MPa. 3. Campuran terendah sampel tekan terdapat pada campuran dengan kode sampel CSC – F75/H10 atau sampel dengan kadar

filler 75% dan

hardener 10% dengan nilai sebesar 0,06 MPa dan campuran terendah sampel tarik terdapat pada campuran dengan kode sampel TSC – F50/H25 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 25%, tidak mempunyai nilai sama sekali 0,000 MPa.

5.2. Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diberikan saran-saran sebagai berikut: 1. Perlu penelitian-penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan komposisi campuran yang tepat sehingga dapat menghasilkan repair materials yang tinggi dan kinerja yang baik sesuai dengan kelas mutu kayu. 2. Untuk pemadatan sebaiknya dicoba menggunakan beban yang konstan dan kemudian ditekan dengan alat press agar pemadatan dan perlakuan commit to user pembebanan pada tiap sampel sama.

49



3. Perlu penelitian-penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan proporsi campuran yang tepat sehingga dapat menghasilkan bahan perbaikan kayu yang baik 4. Sebaiknya dilakukan pengujian terhadap campuran lem terlebih dahulu, sehingga bisa diketahui adakah pengaruh penambahan serbuk terhadap campuran. 5. Sebagai langkah lanjutan, perlu adanya pengaplikasian repair material ini ke dalam dunia teknik sipil untuk pekerjaan patch repair.

commit to user

KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK CAMPURAN SERBUK KETAM DAN SERBUK AMPLAS DENGAN LEM EPOXY SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN KAYU SKRIPSI

Recommend Documents