PEMAKAIAN METODA PENGUJIAN NONDESTRUKTIF UNTUK MENDUGA PENGARUH RETAK KAYU TERHADAP KEKUATAN KAYU MANGIUM (Acacia mangium Willd.) DAN KAYU NANGKA (Artocarpus heterophyllus Lamk.)
Eka Wilatika Pebriansjah
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
PEMAKAIAN METODA PENGUJIAN NONDESTRUKTIF UNTUK MENDUGA PENGARUH RETAK KAYU TERHADAP KEKUATAN KAYU MANGIUM (Acacia mangium Willd.) DAN KAYU NANGKA (Artocarpus heterophyllus Lamk.)
Eka Wilatika Pebriansjah
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
RINGKASAN Eka Wilatika Pebriansjah. E 24103080. Pemakaian Metoda Pengujian Nondestruktif Untuk Menduga Pengaruh Retak Kayu Terhadap Kekuatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.). Di bawah bimbingan Dr. Lina Karlinasari, S.Hut, MScF dan Ir. T.R Mardikanto, MS Kayu mempunyai kelemahan yaitu adanya cacat baik itu secara alami maupun cacat akibat proses pengerjaan dari kayu tersebut. Cacat diketahui dapat menurunkan kekuatan kayu. Cacat kayu dapat berupa mata kayu, retak kayu, pingul, serat miring ataupun lubang (pinhole). Pada penelitian ini akan diamati dan dibahas tentang penurunan kekuatan kayu akibat cacat retak kayu. Menurut Tanaka et al. (1995) sulit untuk menemukan suatu bentuk kerusakan kayu akibat retak pada suatu tempat. Mengingat hal tersebut maka perlu dibuat suatu bentuk kerusakan yang menyerupai bentuk kerusakan akibat retak kayu dan kemudian ditentukan seberapa besar penurunan kekuatan kayu. Penentuan kekuatan kayu dapat dilakukan berdasarkan dua cara yaitu destruktif dan non destruktif. Tujuan penelitian ini adalah menguji kekuatan dan kekakuan kayu mangium dan kayu nangka yang memiliki bentuk retak kayu buatan dan membandingkan hasil uji kekuatan kayu secara destruktif (menggunakan mesin Baldwin) dan nondestruktif (menggunakan SylvatestDuo® dan Mesin pemilah Panter). Balok yang akan diuji dibuat dengan ukuran (5x10x150)cm dan diberi perlakuan cacat buatan retak dengan lebar 0,5cm, 1cm, 1,5cm dan 2cm dengan kedalaman retak sebesar 75% dari tinggi balok (10cm) atau setara dengan 7,5cm. Dari hasil pengujian sifat fisis kayu diketahui bahwa kayu mangium memiliki nilai kadar air tinggi (18,91%), sedangkan kayu nangka memiliki nilai kadar air yang rendah (14,62%). Kayu mangium memiliki nilai kerapatan rata-rata yaitu 0,73 g/cm3, sementara kayu nangka paling kecil yaitu 0,63 g/cm3. Berdasarkan hasil penelitian, perlakuan cacat buatan retak kayu akan menurunkan nilai MOEd yang diuji secara nondestruktif metode gelombang ultrasonik secara signifikan pada kayu nangka. Untuk kayu mangium, perlakuan cacat buatan retak kayu tidak memberikan penurunan yang signifikan terhadap MOEd. Selain itu perlakuan cacat buatan retak kayu memberikan pengaruh terhadap nilai MOEp yang diuji secara nondestruktif metode defleksi, serta MOEs dan MOR yang diuji secara destruktif dimana nilainya cenderung menurun baik pada kayu mangium maupun kayu nangka. Hasil pengujian menunjukan nilai MOEd lebih besar dibandingkan MOEs pada setiap perlakuan cacat retak buatan kayu sebesar kurang lebih 80%. Nilai MOEp juga mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan nilai MOEs sebesar kurang lebih 60% untuk kayu mangium. Kata kunci: cacat buatan retak, nondestruktif, destruktif.
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemakaian Metoda Pengujian Nondestruktif Untuk Menduga Pengaruh Retak Kayu Terhadap Kekuatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.) adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Februari 2009
Eka Wilatika Pebriansjah NRP. E24103080
Judul penelitian
: Pemakaian Metoda Pengujian Nondestruktif untuk Menduga Pengaruh Retak Kayu terhadap Kekuatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.)
Nama
: Eka Wilatika Pebriansjah
NIM
: E24103080
Menyetujui: Komisi Pembimbing
Ketua,
Anggota,
Dr. Lina Karlinasari, S.Hut, MSc.F. NIP. 132 206 244
Ir. T.R Mardikanto, MS NIP. 130 422 714
Mengetahui: Dekan Fakultas Kehutanan IPB
Dr.Ir. Hendrayanto, M.Agr NIP. 131578788
Tanggal lulus:
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang atas segala nikmat, karunia dan kuasa-Nya penulis dapat menyusun dan menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada junjungan alam kita Nabi Muhammad SAW, kepada Keluarganya, Sahabatnya dan kepada Umatnya yang setia sampai akhir jaman. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ayah, Bunda, Mamah, Engki, Dwi, Meisah, Sari, dan seluruh keluarga tercinta yang telah memberikan kasih sayang, semangat, doa dan restu serta pengorbanan baik moral maupun spiritual kepada penulis. 2. Ibu Dr. Lina Karlinasari, S.Hut, MScF dan bapak Ir. T.R Mardikanto, MS yang telah memberikan bantuan, arahan, nasihat dan bimbingan dalam penulisan skripsi ini. 3. Bapak Ir. Andi Sukendro, MSi selaku dosen penguji mewakili Departemen Silvikultur dan Bapak Dr. Ir. Agus Priyono Kartono, MSi. selaku dosen penguji mewakili Departemen Konservasi Sumber Daya Hutan dan Ekowisata. 4. Seluruh staf dan laboran Departemen Hasil Hutan atas bantuannya. 5. Cecep, Purry, Ike, Welly, Tya, Rizky, Alus, Fika, Uci, Edi, Ina, Mayang, Adhi, Guruh, Adit, Iie, Rani, Lia, Indriani, Rahmi, Doni, Yudha, Ajoy, Pman, Hotman, Agung, Meina, Yeyet, Ruslia, Elsya, Ela, Alkaf, Awan, Salim, Agus, Sansan, Uul, Rahmat, Fauzi, Adam, Ahied, Baged, Sahat, dan seluruh rekan THH’40 atas persaudaraan, semangat dan bantuannya. 6. Rekan-rekan MNH’40, BDH’40, KSH’40, THH’41 dan keluarga besar Fahutan IPB serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Semoga Allah SWT memberikan balasan kebaikan yang setimpal. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat. Bogor, Februari 2009 Penulis
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 4 Februari 1986 sebagai anak pertama dari empat bersaudara pasangan Djahrudin dan Yayah Sakiyah. Jenjang pendidikan formal yang ditempuh penulis, yaitu Taman Kanak-Kanak di TK Nasional I Bekasi pada tahun 1990 – 1991, Pendidikan dasar di Sekolah Dasar Nasional I Bekasi tahun 1991 – 1996, Pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri 05 Pagi Jakarta Timur tahun 1996 – 1997. Kemudian penulis melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP Negeri 81 Jakarta Timur tahun 1997 – 2000 dan Sekolah Menengah Umum di SMU Negeri 113 Jakarta Timur tahun 2000 – 2003. Pada tahun 2003, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Departemen Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Tahun 2005 penulis mengambil Sub-Program studi Pengolahan Hasil Hutan dan pada tahun 2006 memilih Keteknikan Kayu sebagai bidang keahlian. Kegiatan kemahasiswaan yang pernah diikuti penulis yaitu, BEM KM IPB 2004-2005, Asean Forestry Student Association Local Committe IPB (AFSA LC IPB) pada tahun 2005 – 2006, Himpunan Profesi Hasil Hutan (Himasiltan) tahun 2005 – 2006. Dalam bidang akademik, penulis telah mengikuti beberapa praktek lapang antara lain: Praktek Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) di Perum Perhutani Unit III Jawa Barat (KPH Garut, BKPH Sancang dan BKPH Kamojang) dan Perum Perhutani Unit III Jawa Barat, KPH Indramayu pada tahun 2006. Pada tahun 2007, penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapang di PT. Yamaha Music Manufacturing Indonesia (YMMI). Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dalam bidang Keteknikan Kayu dengan judul : ”Studi Pemakaian Metoda Pengujian Nondestruktif Untuk Menduga Pengaruh Retak Kayu Terhadap Kekuatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.)” di bawah bimbingan Dr. Lina Karlinasari, S.Hut, MScF dan Ir. T.R Mardikanto, MS.
i
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI ................................................................................................ i DAFTAR GAMBAR .................................................................................... iii DAFTAR TABEL ........................................................................................ iv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. v BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1 1.2 Tujuan ..................................................................................... 2 1.3 Hipotesis.................................................................................. 2 1.4 Manfaat ................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Deskripsi Kayu ......................................................................... 3 2.1.1 Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) ....................... 3 2.1.2 Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.) ............. 3 2.2 Sifat Fisis Kayu ........................................................................ 4 2.2.1 Kadar Air ......................................................................... 4 2.2.2 Kerapatan......................................................................... 4 2.3 Cacat Retak Kayu ..................................................................... 4 2.4 Pengujian Nondestruktif ........................................................... 5 2.4.1 Gelombang Ultrasonik ..................................................... 5 2.4.2 Pemilahan Secara Masinal................................................ 6 2.5 Pengujian Destruktif ................................................................. 7 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat.................................................................... 9 3.2 Alat dan Bahan ......................................................................... 9 3.3 Metode Penelitian ..................................................................... 9 3.3.1 Persiapan Bahan............................................................... 10 3.3.2 Pengujian Sifat Fisis......................................................... 11 3.3.3 Pengujian Sifat Mekanis................................................... 12 3.4 Analisis Data ............................................................................ 15
ii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Kayu ........................................................................ 16 4.2 Energi dan Kecepatan Gelombang Ultrasonik ........................... 16 4.3 Sifat Mekanis Kayu ................................................................. 21 4.4 Hubungan antara MOEd (Modulus of Elasticity dinamis), MOEp (Modulus of Elasticity panter), MOEs (Modulus of Elasticity statis), MOR (Modulus Patah) dan Kecepatan Gelombang Ultrasonik .............................................................. 27 SIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 32 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 33
iii
DAFTAR GAMBAR No
Halaman
1. Urutan kerja penelitian ...................................................................... 2. Balok contoh uji dengan berbagai bentuk retak kayu buatan .............. 3. Pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik pada balok mangium menggunakan SylvatestDuo® ............................................................ 4. Mesin pemilah panter ........................................................................ 5. Metode two point loading.................................................................. 6. Energi gelombang ultrasonik pada kayu Mangium ........................... 7. Energi gelombang ultrasonik pada kayu Nangka ............................... 8. Kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu Mangium ...................... 9. Kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu Nangka ......................... 10. Modulus elatisitas lentur panter pada kayu Mangium ........................ 11. Modulus elatisitas lentur panter pada kayu Nangka ........................... 12. Modulus elatisitas lentur dinamis pada kayu Mangium ...................... 13. Modulus elatisitas lentur dinamis pada kayu Nangka ......................... 14. Modulus elatisitas lentur dinamis, panter dan statis pada kayu Mangium........................................................................................... 15. Modulus elatisitas lentur dinamis, panter dan statis pada kayu Mangium...........................................................................................
9 11 12 14 15 17 18 19 20 22 22 23 23 24 25
iv
DAFTAR TABEL No 1. 2. 3. 4.
Halaman
Perlakuan pada contoh uji ............................................................... Hasil pengukuran sifat fisis dari dua jenis kayu yang diuji .............. Nilai rataan energi dan kecepatan gelombang ultrasonik ................. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap energi gelombang ultrasonik ............................................................ 5. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap kecepatan gelombang ultrasonik ...................................................... 6. Nilai rataan modulus elastisitas dinamis, modulus elastisitas panter,modulus elastisitas statis dan modulus patah ......................... 7. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEp.............................................................................................. 8. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEd.............................................................................................. 9. Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEs.................................................... 10. Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOR ..................................................... 11. Model dan analisis regresi untuk hubungan antara modulus elastisitas dinamis, modulus elastisitas panter, modulus elastisitas statis, modulus patah dan kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu Mangium dan kayu Nangka Pada Keseluruhan Perlakuan ........
10 16 17 20 20 21 22 23 26 27
28
v
DAFTAR LAMPIRAN No
Halaman
1. Nilai Kecepatan, Energi, MOEp, MOEd, MOEs dan MOR Tanpa Perlakuan Cacat pada Kayu Mangium............................................. 2. Nilai Kecepatan, Energi, MOEp, MOEd, MOEs dan MOR Tanpa Perlakuan Cacat pada Kayu Nangka ................................................ 3. Nilai Kecepatan Awal dan Akhir, Energi Awal dan Akhir, MOEp Awal dan Akhir, MOEd awal dan akhir, MOEs dan MOR Setiap Perlakuan Cacat pada Kayu Mangium.............................................. 4. Nilai Kecepatan Awal dan Akhir, Energi Awal dan Akhir, MOEp Awal dan Akhir, MOEd awal dan akhir, MOEs dan MOR Setiap Perlakuan Cacat pada Kayu Nangka................................................. 5. Model dan analisis regresi untuk hubungan antara modulus elastisitas dinamis, modulus elastisitas panter, modulus elastisitas statis, modulus patah dan kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu Mangium dan kayu Nangka ..................................................... 6. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap energi gelombang ultrasonik pada kayu mangium ............................ 7. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap energi gelombang ultrasonik pada kayu nangka ............................... 8. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu mangium ...................... 9. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu nangka .......................... 10. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEp pada kayu mangium.............................................................. 11. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEp pada kayu nangka ................................................................. 12. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEd pada kayu mangium.............................................................. 13. Hasil uji-t berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEd pada kayu nangka ................................................................. 14. Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEs pada kayu mangium ................... 15. Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEs pada kayu nangka ....................... 16. Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOR pada kayu mangium ..................... 17. Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEs pada kayu nangka ....................... 18. Hubungan antara MOEs dengan V masing-masing perlakuan pada kayu Mangium ................................................................................. 19. Hubungan antara MOEs dengan V masing-masing perlakuan pada kayu Nangka .................................................................................... 20. Hubungan antara MOEd dengan MOEp masing-masing perlakuan pada kayu Mangium.........................................................................
36 36
37
38
39 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
vi
21. Hubungan antara MOEd dengan MOEp masing-masing perlakuan pada kayu Nangka............................................................................ 22. Hubungan antara MOEs dengan MOEd masing-masing perlakuan pada kayu Mangium......................................................................... 23. Hubungan antara MOEs dengan MOEd masing-masing perlakuan pada kayu Nangka............................................................................ 24. Hubungan antara MOR dengan V masing-masing perlakuan pada kayu Mangium ................................................................................. 25. Hubungan antara MOR dengan V masing-masing perlakuan pada kayu Nangka .................................................................................... 26. Hubungan antara MOR dengan MOEp masing-masing perlakuan pada kayu Mangium......................................................................... 27. Hubungan antara MOR dengan MOEp masing-masing perlakuan pada kayu Nangka............................................................................ 28. Hubungan antara MOR dengan MOEd masing-masing perlakuan pada kayu Mangium......................................................................... 29. Hubungan antara MOR dengan MOEd masing-masing perlakuan pada kayu Nangka............................................................................ 30. Hubungan antara MOR dengan MOEs masing-masing perlakuan pada kayu Mangium......................................................................... 31. Hubungan antara MOR dengan MOEs masing-masing perlakuan pada kayu Nangka............................................................................
56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kekuatan kayu merupakan salah satu karakteristik penting apabila kayu dipergunakan untuk keperluan menahan beban (struktural). Kekuatan kayu adalah kemampuan kayu didalam memikul atau menahan beban. Sifat kekuatan ini menjadi kriteria utama untuk pemilihan bahan suatu produk seperti lantai, kuda-kuda, tiang penyangga, tangga kayu. Kayu sendiri mempunyai kelemahan yaitu adanya cacat baik itu secara alami maupun cacat akibat proses pengerjaan dari kayu tersebut. Cacat diketahui dapat menurunkan kekuatan kayu. Cacat kayu dapat berupa mata kayu, retak kayu, pingul, serat miring ataupun lubang (pinhole). Pada penelitian ini akan diamati dan dibahas tentang penurunan kekuatan kayu akibat cacat retak kayu. Menurut Tanaka et al. (1995) sulit untuk menemukan suatu bentuk kerusakan kayu akibat retak pada suatu tempat. Mengingat hal tersebut maka perlu dibuat suatu bentuk kerusakan yang menyerupai bentuk kerusakan akibat retak kayu dan kemudian ditentukan seberapa besar penurunan kekuatan kayu. Penentuan kekuatan kayu dapat dilakukan berdasarkan dua cara yaitu destruktif dan non destruktif. Cara destruktif dilakukan dengan merusak kayu, sehingga kayu tidak dapat digunakan lagi. Cara non destruktif dilakukan tanpa merusak kayu dan tanpa mengurangi atau menghilangkan fungsi dari kayu tersebut. Salah satu cara pengujian non destruktif yaitu dengan menggunakan metode gelombang ultrasonik. Dalam penelitian ini akan diamati penurunan sifat kekuatan dari kayu mangium (Acacia mangium Willd.) dan kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus Lamk.) yang sebelumnya telah dibuat model kerusakan secara buatan.
2
1.2 Tujuan Tujuan penelitian ini adalah : 1. Membandingkan hasil uji kekuatan kayu secara destruktif (menggunakan mesin UTM Baldwin) dan nondestruktif (menggunakan SylvatestDuo® dan Mesin pemilah Panter). 2. Menguji kekuatan dan kekakuan kayu mangium dan kayu nangka yang memiliki bentuk retak kayu buatan.
1.3 Hipotesis Hipotesis pada penelitian kali ini terdiri atas dua macam hipotesis antara lain : 1. Semakin lebar bentuk retak kayu maka akan semakin besar pula penurunan kekuatan kayu tersebut. 2. Nilai kekuatan kayu yang diperoleh dari tiga alat uji tersebut tidak akan berbeda jauh.
1.4 Manfaat Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan acuan dalam menentukan nilai kekuatan lentur kayu yang memiliki cacat retak pada kayu mangium dan kayu nangka. Selain itu juga untuk mengetahui cacat dengan lebar yang dianggap toleran dalam menahan beban.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Deskripsi Kayu 2.1.1 Kayu Mangium (Acacia mangium Willd) Kayu mangium (Acacia mangium Willd) adalah tanaman asli yang banyak tumbuh di wilayah Papua Nugini, Papua Barat dan Maluku. Tanaman ini pada mulanya dikembangkan eksitu di Malaysia Barat dan selanjutnya di Malaysia Timur, yaitu di Sabah dan Serawak. Karena menunjukkan pertumbuhan yang baik maka Filipina telah mengembangkan pula sebagai hutan tanaman (Malik J et al. 2005). Di Indonesia sejak dicanangkan pembangunan HTI pada tahun 1984, kayu mangium telah dipilih sebagai salah satu jenis favorit untuk ditanam di areal HTI. Pada mulanya jenis ini dikelompokkan ke dalam jenis-jenis kayu HTI untuk memenuhi kebutuhan kayu serat terutama untuk bahan baku industri pulp dan kertas. Dengan adanya perubahan-perubahan kondisional baik yang menyangkut kapasitas industri maupun adanya desakan kebutuhan kayu untuk penggunaan lain, tidak tertutup kemungkinan terjadi perluasan tujuan penggunaan kayu mangium (Malik J et al. 2005). 2.1.2 Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk) Pohon nangka dengan nama botani Artocarpus heterophyllus termasuk ordo Urticales famili Moraceae. Bailey (1962), diacu dalam Isrianto (1997) . Kayu ini mempunyai berat jenis rata-rata sebesar 0,61 dengan kelas awet IIIII dan kelas kuat II-III (Seng 1990). Menurut Verheij dan Coronel (1997), kayu Nangka tergolong ke dalam kayu setengah keras, tahan terhadap serangan rayap, tahan terhadap pembusukan jamur dan bakteri, mudah dikerjakan dan akan mengkilap bila disemir. Walaupun tidak sekuat kayu Jati, kayu Nangka dianggap lebih unggul daripada kayu Jati untuk pembuatan mebel, konstruksi bangunan, pembubutan, tiang kapal, dayung, perkakas dan alat musik.
4
2.2 Sifat Fisis Kayu Haygreen dan Bowyer (1986) menerangkan bahwa sifat fisikomekanik kayu ditentukan oleh tiga ciri : (1) porositasnya atau proporsi volume rongga yang dapat diperkirakan dengan mengukur kerapatannya; (2) organisasi struktur sel yang meliputi struktur mikro dinding sel dan variasi serta proporsi tipe sel; dan (3) kandungan air. Sifat fisis yang diuji adalah kadar air, kerapatan dan berat jenis. 2.2.1 Kadar Air Kadar air didefinisikan sebagai berat air dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap Berat Kering Tanur (BKT). Kadar air ini mempengaruhi kekuatan kayu. Jika terjadi penurunan kadar air atau kayu tersebut mengering maka kekuatan kayu akan meningkat. Pengaruh penurunan kadar air terhadap sifat kekuatan kayu tampak jelas apabila kadar air berada dibawah titik jenuh serat. Air dalam kayu terdiri atas air bebas dan air terikat dimana keduanya secara bersama-sama menentukan kadar air kayu. Dalam satu jenis pohon kadar air segar bervariasi tergantung pada tempat tumbuh dan umur pohon (Haygreen dan Bowyer 1986). 2.2.2 Kerapatan Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat persatuan volume. Ini biasanya dinyatakan dalam pon per kaki kubik atau kilogram per meter kubik (Haygreen dan Bowyer 1986).
2.3 Cacat Retak Kayu Cacat adalah suatu kelainan yang terdapat pada kayu yang dapat mempengaruhi mutu. Cacat bentuk pada kayu gergajian, adalah kelainan atau penyimpangan bentuk yang disebabkan antara lain oleh pengeringan dan cara menggergaji yang salah (SNI 1999). Retak (checks) adalah pemisahan jaringan kayu sepanjang serat dan biasanya memotong atau menyilang arah riap tumbuh dan tidak menembus muka kayu dihadapan atau disebelahnya, retak permukaan adalah retak terjadi pada salah satu muka kayu (surface checks) (SKI 1987).
5
Cacat retak terdapat di dekat hati dan kadang-kadang memanjang. Retak terjadi karena pengeringan yang tidak teratur, maka timbulah tegangan dalam batang. Retak dapat dicegah dengan cara pengeringan yang lamban dan teratur. Agar retak itu jangan sampai menjalar maka bagian ujung dari kayu itu ditutup dengan menggunakan cat untuk menghindari sinar matahari (Novasari et.al 2007) . 2.4 Pengujian Nondestruktif American Sosiety of Nondestructive Testing (ANST) mendefinisikan Nondestructive Testing & Evaluation (NDT&E) sebagai metode yang digunakan untuk menguji suatu benda, bahan, atau sistem tanpa merusaknya sehingga
masih
dapat
dimanfaatkan
untuk
penggunaan
selanjutnya.
Sedangkan The Canadian Institute of Nondestructive Testing (CINDT) memberikan batasan sebagai suatu kesatuan metode pengujian teknik secara khusus yang menyediakan informasi data mengenai kondisi suatu bahan dan komponen tanpa menyebabkan perusakan pada bahan dan komponen tersebut. Definisi lain untuk NDT&E adalah suatu metode yang tidak merusak fungsi dari struktur bahan dan dapat dilakukan re-testing pada lokasi yang sama untuk mengevaluasi perubahan sifatnya menurut waktu (Malik, et al. 2002, diacu dalam Karlinasari 2007). Nondestructive Testing (NDT) merupakan pengujian tanpa merusak suatu bahan atau produk, dimana NDT ini memberikan keseimbangan antara kontrol terhadap kualitas dan efektifitas biaya. Sedangkan Nondestructive Evaluation (NDE) lebih bersifat penilaian kuantitas secara alami, sebagai contoh adalah untuk cacat pada kayu, dimana tidak hanya lokasi cacat saja tetapi juga termasuk penentuan bentuk, ukuran, dan arah orientasi cacatnya. NDE dapat digunakan
untuk
penentuan
sifat
bahan
seperti
fracture
tougness,
formidability, dan sifat fisik kayu lainnya (Malik, et al. 2002, diacu dalam Karlinasari 2007). 2.4.1 Gelombang Ultrasonik Gelombang ultasonik dapat digunakan sebagai salah satu metode pengujian nondestruktif. Berdasarkan zat antaranya, gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang elektromagnetik dan gelombang mekanis.
6
Gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang mekanis memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya (Young dan Roger 2003). Medium gelombang bunyi dapat berupa zat padat, cair, ataupun gas. Frekuensi gelombang bunyi dapat diterima manusia berkisar antara 20 Hz sampai dengan 20 KHz, atau dinamakan sebagai jangkauan yang dapat didengar (audible range). Gelombang bunyi yang memiliki frekuensi kurang dari 20 Hz disebut infrasonik atau infra bunyi, sedangkan gelombang bunyi yang memiliki frekuensi lebih dari 20 KHz disebut ultrasonik (Young dan Roger 2003). 2.4.2 Pemilahan Secara Masinal Untuk
mendapatkan kayu
bermutu
struktural maka disamping
keseragaman dimensi dalam batang juga diperlukan pemilahan (stress grading), yaitu suatu tindakan pemilihan, pemberian mutu dan nilai berdasarkan kekuatan dan kekakuan untuk setiap batang kayu sebagai ukuran potensi dalam memikul beban (Surjokusumo, 1982). Dewasa ini, dikenal dua system pemilahan (stress grading) kayu, yaitu secara Visual Grading dan Machine Stress Rating (MSR). Indonesia dengan sumber kayu yang
sangat
kaya
akan
keanekaragamannya,
terlalu
sulit
untuk
mengembangkan sistem yang pertama. Sistem visual ini sangat tergantung pada pengenalan jenis kayu yang sampai saat ini belum ditemukan cara yang praktis untuk melakukannya di lapangan. Pada sistem yang kedua, kayu dapat langsung ditaksir kekuatannya tanpa harus menentukan jenisnya terlebih dahulu. Sistem MSR belum tepat digunakan di Indonesia karena harga mesin yang terlalu mahal, penggunaannya terlalu rumit sehingga memerlukan keahlian tersendiri. Sistem Papan Sorter (Panter) adalah mesin yang diciptakan untuk mengatasi kelemahan-kelemahan tersebut. Dengan tetap berpegang pada konsepsi sistem MSR, Panter memungkinkan untuk dijangkau masyarakat luas karena harganya relatif murah, di samping itu mudah menggunakannya. Dengan bentuknya yang sangat sederhana, pemakaiannya cukup dibutuhkan operator dengan syarat pendidikan rendah.
7
Stress grading mekanis adalah suatu metoda pengujian kualita kekuatan kayu yang didasarkan pada penaksiran kekuatan kayu dengan mengukur kekakuannya (Stiffness). Pengukuran kekuatan kayu dilakukan tanpa merusak integritas struktur kekuatannya atau lebih dikenal dengan sebutan “Non Destructive Test” MSR adalah sistem 100% sampling yang berarti tiap batang kayu diuji dan diberi nilai grade sesuai dengan kemampuannya. Pemilahan masinal mempunyai pembatas-pembatas dimana dia dapat digunakan dengan efisien. Pembatas-pembatas tersebut antara lain adalah: 1. Kayu harus diserut cukup halus untuk memberikan suatu penampang tetap sepanjang batang kayunya, menurut ukuran sortimen yang diinginkan dalam batas-batas toleransi penampang tertentu. 2. Bentuk kayu cukup lurus tanpa pingul 3. Dalam suatu masa pemilahan diuji satu macam sortimen 4. Kadar air kayu sudah mencapai keseimbangan, biasanya pada suatu tingkat kadar air kering udara, misalnya 15% atau 18% Salah satu metode standar untuk mengetahui sifat-sifat kekuatan kayu telah dikembangkan oleh ASTM, yaitu pengujian full size ASTM D-198. Metoda pengujian ini menggunakan contoh uji (kayu) ukuran pemakaian yaitu (6x12x200)cm. Penentuan mutu tegangan kayu struktural menurut metode pemilahan masinal dilakukan dengan pengujian mekanis non destruktif terhadap kayu yang akan dipilah melalui mesin pemilah tegangan, seperti mesin Panter MPK-2/5 (Surjokusumo, 1982). 2.5 Pengujian Destruktif Pengujian destruktif merupakan metode yang digunakan untuk menduga kekuatan kayu dengan cara merusak kayu. Pada ASTM D 198-05 dijelaskan beberapa metode pengujian secara destruktif antara lain: (1) metode one point loading (OPL) atau pengujian beban tunggal terpusat yaitu kasus pembebanan dimana beban diterapkan/dibebankan di tengah bentang (mid-span); (2) metode two point loading atau pengujian dua pembebanan yaitu kasus dimana beban ditempatkan pada dua titik dengan jarak yang sama jauh dari titik reaksi
8
tumpuan, metode two point loading juga dikenal sebagai four point loading, sebab ada dua beban dan dua titik reaksi yang bertindak pada balok; (3) metode third point loading (TPL) yaitu kasus two point secara khusus dengan jarak penempatan beban sepertiga dari panjang bentang diukur dari titik reaksi (tumpuan).
BAB III METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan mulai bulan Januari hingga Maret 2008. Penelitian bertempat di Laboratorium Keteknikan Kayu, Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu
dan Laboratorium Kayu
Solid,
Bagian Teknologi
Peningkatan Mutu Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. 3.2 Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : penggaris, spidol permanent, meteran, circular saw, timbangan, mesin UTM (Universal Testing Machine) merk Baldwin (alat untuk menguji kekuatan lentur kayu secara destruktif), alat uji gelombang ultrasonik merk Sylvatest Duo®, dan mesin pemilah MPK Panter (alat untuk menguji kekuatan kayu secara nondestruktif). Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah balok
kayu
mangium (Acacia mangium Willd.) dan balok kayu nangka (Artocarpus heterophylus Lamk.).
3.3 Metode Penelitian Metode penelitian dapat digambarkan melalui urutan proses penelitian seperti terlihat pada Gambar 1. Persiapan BahanKayu Mangium dan Nangka (5x10x150)cm Penimbangan dan pengukuran volume Pengujian dengan Mesin pemilah Panter dan SylvatestDuo sebelum cacat retak buatan Pembuatan Retak Kayu buatan dengan bentuk lebar (0,5;1;1,5 dan 2cm ) dan kedalaman (75% dari tinggi balok) Pengujian dengan Mesin pemilah Panter Pengujian dengan SylvatestDuo Pengujian dengan Mesin UTM Baldwin
Gambar 1 Urutan Kerja Penelitian
10
3.3.1 Persiapan Bahan Sebelum diberi perlakuan, balok dinilai secara visual, ditimbang dan diukur volume balok, dan dilakukan pengujian secara masinal dengan menggunakan mesin pemilah Panter dan pengujian dengan menggunakan alat uji gelombang ultrasonik merk Sylvatest Duo®. Selanjutnya balok yang akan diuji diberi perlakuan dengan membuat bentuk cacat buatan retak dengan lebar 0,5cm, 1cm, 1,5cm dan 2cm. Bentukan cacat retak ini masingmasing di buat dengan kedalaman sebesar 75% dari tinggi balok (10cm) atau setara dengan 7,5 cm. Setiap perlakuan retak yang dibuat diberi ulangan 5 kali ditambah 5 balok merupakan kontrol. Dengan demikian jumlah balok yang akan diuji adalah 25 balok kayu mangium dan 25 balok kayu nangka dengan total 50 balok. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 1 dan Gambar 2.
Tabel 1. Perlakuan pada contoh uji Jumlah Balok
Jenis Kayu
Perlakuan Retak (cm) Tebal = 7,5 Kontrol
Lebar
Lebar
Lebar
Lebar
0,5
1
1,5
2
Total
Mangium
5
5
5
5
5
25
Nangka
5
5
5
5
5
25
Jumlah total
10
10
10
10
10
50
Semua contoh uji digunakan untuk pengujian sifat mekanis lentur kayu secara nondestruktif dan destruktif dengan menggunakan alat mesin pemilah Panter (secara masinal), Sylvatest Duo® (gelombang ultrasonik) dan mesin UTM (Universal Testing Machine) merk Baldwin.
11
Tebal (7,5cm) Tebal (7,5cm)
Lebar (1cm) Lebar (0,5cm)
Tebal (7,5cm)
Tebal (7,5cm)
Lebar (1,5cm) Lebar (2cm)
Gambar 2 Balok Contoh Uji dengan Berbagai Bentuk Retak Kayu Buatan
3.3.2 Pengujian Sifat Fisis Sifat fisis yang diuji dalam penelitian ini adalah kadar air (KA) dan kerapatan ( ). 1. Kadar air ditentukan dengan menggunakan alat moisture meter. Alat ini ditempelkan pada permukaan balok (muka lebar dan muka sempit) di tiga titik (bagian tengah dan kedua ujungnya). Nilai kadar air akan terbaca pada alat kemudian dirata-ratakan. 2. Nilai kerapatan diperoleh dari perbandingan berat massa kayu dengan volumenya dalam kondisi kering udara. Penentuan kerapatan ini dilakukan dengan menggunakan rumus :
Kerapatan =
BKU VKU
Keterangan : BKU = Berat Kering Udara (g) VKU = Volume Kering Udara (cm3)
12
3.3.3 Pengujian Sifat Mekanis Lentur Pengujian sifat mekanis yang dilakukan adalah berupa pengujian kekakuan lentur dinamis dan statis (MOEd dan MOEs) serta kekuatan lentur patah. 3.3.3.1 Pengujian Nondestruktif 1. Pengujian dengan SylvatestDuo® SylvatestDuo® merupakan alat penguji sifat mekanis yang menggunakan gelombang ultrasonik sebagai penduga kekuatan kayu tersebut. Gelombang dirambatkan pada contoh uji melalui sensor Piezoelectric yang terdiri dari dua buah transduser yang ditancapkan pada kedua ujung contoh uji (transduser pemancar
gelombang
dan
transduser
penerima
gelombang).
Untuk
menancapkan ujung sensor tersebut, contoh uji dilubangi terlebih dahulu menggunakan bor berdiameter 0,5 cm sedalam ±2 cm. Variabel yang diperoleh berupa kecepatan gelombang ultrasonik (V). Kecepatan gelombang kemudian digunakan untuk menghitung MOE dinamis (MOEd) melalui persamaan Christoffel (Gem 1996) MOEd = v2 Keterangan : v = kecepatan gelombang (m/detik) = kerapatan massa kayu (g/cm3) MOEd = Modulus of Elasticity dinamis (kg/cm2) Kerapatan massa kayu diperoleh dari kerapatan berat yang dikoreksi dengan konstanta gravitasi (9,81 m/dtk2). contoh uji
receiving transducer
transmitting transducer
Gambar 3 Pengukuran Kecepatan Gelombang Ultrasonik pada Balok Mangium Menggunakan SylvatestDuo®.
13
2. Pengujian dengan Mesin pemilah Panter Untuk pengujian dengan mesin pemilah Panter perlu memperhitungkan faktor koreksi kalibrasi mesin terlebih dahulu. Tujuannya adalah untuk memperoleh nilai tegangan yang sebenarnya akibat adanya mekanisme dan luaran kinerja mesin pemilah Panter. Cara kerja mesin pemilah Panter adalah pembebanan ditengah bentang. Pemilahan balok dengan mesin pemilah Panter dilaksanakan satu persatu untuk satu jenis sortimen pada satu kali masa pemilahan. Urutan kerja pemilahan adalah sebagai berikut : kayu yang akan dipilah diletakkan di tumpuan. Lalu beban (a kg) diletakkan di atas kayu searah dengan jarum penyetara penimbangan. Setelah itu penyetara penimbangan diatur kasar dan halus sampai mistar Panter menunjukkan ke angka 2 cm. Beban ditambahkan di atas beban pertama (b kg, b>a), kemudian dicatat angka pada mistar Panter (y1). Beban diturunkan, kayu dibalik dan dipilah ulang seperti sebelumnya, yang selanjutnya angka pada mistar Panter dicatat sebagai y2. Angka mistar terendah diambil sebagai data mistar Panter. Nilai keteguhan kayu dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: MOEp =
PL3 x FK (kg/cm2) 4ybh 3
Keterangan : MOEp : modulus elastisitas panter (kg/cm2) P
: beban kedua (b kg)
L
: jarak sangga peletakan (cm)
y
: nilai mistar Panter (y terbesar (cm))
b
: lebar kayu posisi tidur (flatwise (cm))
h
: tebal kayu posisi tidur (flatwise (cm))
FK
: faktor kalibrasi mesin
14
Contoh Uji
Beban
Gambar 4 Mesin Pemilah Panter yang Digunakan dalam Penelitian
3.3.3.2 Pengujian Destruktif Pengujian destruktif dilakukan setelah pengujian nondestruktif selesai dilakukan karena pada pengujian destruktif balok akan dirusak guna mengetahui sifat mekanis yang diinginkan. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian dua pembebanan, Two Point Loading (Gambar 5). Variabel yang diperoleh dari pengujian ini adalah modulus elastisitas statis (MOEs) dan kekuatan lentur (MOR). Formula yang digunakan untuk menghitung variabel tersebut mengacu pada ASTM D 198-05 yaitu : MOEs=
Pa (3L2 − 4a 2 ) 3 4bh ∆
;
MOR =
3Pmax a bh 2
Keterangan : MOR : modulus patah pada two point loading (kg/cm2) MOEs : modulus elastisitas statis pada two point loading (kg/cm2) P : perubahan beban dibawah batas proporsi (kg) L : panjang bentang (cm) : perubahan defleksi (cm) b : lebar penampang balok (cm) h : tinggi penampang balok (cm) a : jarak antara tumpuan dengan beban (cm)
15
Contoh uji Contoh Retak kayu Deflektometer
Gambar 5 Metode two point loading 3.4 Pengolahan Data Pengolahan data dilakukan untuk melihat pengaruh keberadaan cacat buatan retak kayu pada sampel dilihat dengan uji-t berpasangan dan analisis sidik ragam (One-way ANOVA). Analisis data tersebut dibantu dengan SPSS 13.0. Selain itu juga dilihat hubungan antara kecepatan gelombang ultrasonik dengan modulus elastisitas dinamis, modulus elastisitas panter yang diuji secara nondestruktif , modulus elastisitas statis dan modulus patah kayu yang diuji secara destruktif. Dilihat pula hubungan antara kekuatan mekanis kayu secara nondestruktif dengan destruktif. Hubungan tersebut dianalisis dengan analisis regresi dibantu dengan Microsoft office Excel 2007.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Kayu Tabel 2 memuat rangkuman data hasil pengukuran sifat fisik berupa kadar air dan kerapatan dari jenis-jenis kayu yang diuji. Tabel 2 Hasil Pengukuran Sifat Fisis pada Dua Jenis Kayu yang Diuji Kadar Air (%)
Kerapatan (g/cm3)
Kayu tanpa retak buatan
18,50
0,76
Lebar retak 0,5cm
18,86
0,67
Lebar retak 1cm
18,58
0,73
Lebar retak 1,5cm
19,04
0,73
Lebar retak 2cm
19,56
0,73
Rata-rata Nangka
18,91
0,73
Kayu tanpa retak buatan
14,9
0,63
Lebar retak 0,5cm
15,04
0,62
Lebar retak 1cm
14,36
0,65
Lebar retak 1,5cm
14,44
0,59
Lebar retak 2cm
14,36
0,67
Rata-rata
14,62
0,63
Jenis Kayu/Perlakuan Mangium
Dari Tabel 2 di atas dapat dilihat bahwa nilai kadar air kedua jenis kayu yang diteliti berbeda-beda. Berdasarkan hasil pengukuran diketahui pula bahwa kayu mangium memiliki nilai kadar air tinggi (18,91%), sedangkan kayu nangka memiliki nilai kadar air yang rendah (14,62%). Kayu mangium memiliki nilai kerapatan rata-rata yaitu 0,73 g/cm3, sementara kayu nangka paling kecil yaitu 0,63 g/cm3. 4.2 Energi dan Kecepatan Gelombang Ultrasonik Gelombang ultrasonik dihasilkan berdasarkan kecepatan suara yang bekerja pada suatu bahan dan dapat terefleksi pada permukaan bahan, cacatcacat dalam dan batas-batas pada bagian bahan yang menyatu (Sandoz et al. 2002). Selain kecepatan, gelombang ultrasonik juga memerlukan energi untuk merambatkan gelombangnya pada permukaan bahan. Energi yang dimaksud
17
merupakan kemampuan gelombang dalam menembus medium yang berkaitan dengan adanya gangguan yang menyebabkan kelemahan gelombang akustik (Ross 1992 diacu dalam Karlinasari 2007). Tabel 3 Nilai Rataan Energi dan Kecepatan Gelombang Ultrasonik pada Kayu Mangium dan Kayu Nangka Energi (mv) Jenis kayu/perlakuan
Sebelum perlakuan
Sesudah perlakuan
e (%)
Kecepatan gelombang ultrasonik (m/detik) Sebelum Sesudah perlakuan perlakuan
Mangium Kayu tanpa retak buatan 4628 4761 4514 -9 4409 4846 Lebar retak 0,5cm 4345 -14 4368 5105 Lebar retak 1cm 4270 2 4628 4527 Lebar retak 1,5cm 4220 3 4696 4559 Lebar retak 2cm Nangka Kayu tanpa retak buatan 5288 4559 4596 -10 5156 5736 Lebar retak 0,5cm 4792 -7 5084 5467 Lebar retak 1cm 4717 -12 4778 5452 Lebar retak 1,5cm 4476 -10 4841 5367 Lebar retak 2cm Keterangan: e (%) = perubahan nilai energi gelombang ultrasonik V (%) = perubahan nilai kecepatan gelombang ultrasonik
V (%)
4423 4303 4274 4186
-2 -1 0,1 -1
4398 4633 4631 4376
-4 -3 -2 -2
Gambar 6 dan 7 menyajikan diagram perbedaan nilai energi awal sebelum perlakuan dan energi akhir setelah perlakuan masing-masing pada kayu mangium dan nangka.
Gambar 6 Energi Gelombang Ultrasonik pada Kayu Mangium
18
Gambar 7 Energi Gelombang Ultrasonik pada Kayu Nangka Tabel 3 di atas menunjukan nilai rata-rata energi setiap perlakuan contoh uji kayu nangka setiap perlakuan sebelum diberi cacat kayu buatan secara beturut-turut dimulai dari kontrol sampai dengan lebar retak 2cm adalah 5288 mv, 5736 mv, 5467 mv, 5452 mv, 5367 mv dan setelah diberi cacat buatan masing-masing adalah 5288 mv, 5156 mv, 5084 mv, 4778 mv, 4841mv. Dapat dilihat bahwa ada perubahan energi setelah diberi perlakuan dimana terjadi penurunan energi pada perlakuan lebar retak 0,5cm sampai dengan perlakuan lebar retak 2cm sebesar 10%, 7%, 12% dan 10%. Selain itu diketahui nilai rata-rata kecepatan gelombang ultrasonik dimulai dari kontrol sampai dengan lebar retak 2cm sebelum diberi cacat buatan secara berturut-turut yaitu 4559 m/detik, 4596 m/detik, 4792 m/detik, 4717 m/detik, 4476 m/detik dan nilai rata-rata setelah diberi cacat buatan yaitu 4559 m/detik, 4398 m/detik, 4633 m/detik, 4631 m/detik, 4376 m/detik. Dari nilai tersebut dapat dilihat pula penurunan kecepatan gelombang ultrasonik dari cacat retak dengan lebar 0,5cm sampai dengan lebar retak 2cm masing-masing sebesar 4%, 3%, 2% dan 2% secara berturut. Menurut penelitian Oktarina (2008) pada kayu nangka energi gelombang ultrasonik mengalami penurunan berkisar antara 0,7 - 10% dan kecepatan gelombang ultrasonik mengalami penurunan sebesar 0,6 - 1,9% akibat perlakuan mata kayu buatan. Untuk kayu mangium sebelum diberi cacat kayu buatan secara beturutturut dari kontrol sampai dengan lebar retak 2cm adalah 4628 mv, 4846 mv, 5105 mv, 4527 mv, 4559 mv dan setelah diberi cacat buatan adalah 4628 mv,
19
4409 mv, 4368 mv, 4628 mv, 4696 mv. Terjadi penurunan energi sebesar 9% dan 14% pada lebar retak 0,5cm dan 1cm sementara pada lebar retak 1,5cm dan 2cm terjadi peningkatan energi masing-masing sebesar 2% dan 3%. Berdasarkan nilai rata-rata kecepatan gelombang ultrasonik setiap perlakuan sebelum diberi cacat buatan dari kontrol sampai dengan lebar retak 2cm yaitu 4761 m/detik, 4514 m/detik, 4345 m/detik, 4270 m/detik, 4220 m/detik dan nilai rata-rata setelah diberi cacat buatan berturut-turut yaitu 4761 m/detik, 4423 m/detik, 4303 m/detik, 4274 m/detik, 4186 m/detik. Dari nilai tersebut terlihat penurunan kecepatan gelombang ultrasonik pada perlakuan lebar retak 0,5cm, 1cm dan 2cm yaitu sebesar 2%, 1% dan 1%, sedangkan pada lebar retak 1,5cm mengalami kenaikan sebesar 0,1%. Berdasarkan hasil penelitian Oktarina (2008) pada kayu mangium energi gelombang ultrasonik mengalami peningkatan sebesar 1,1 – 2,8%. Sedangkan kecepatan gelombang ultrasonik mengalami penurunan antara 0,1 – 0,3% akibat adanya perlakuan mata kayu buatan. Hal ini diduga karena adanya perbedaan kerapatan kayu, bentuk cacat buatan yang diberikan, serta cacat alami kayu yang menyebabkan perbedaan energi pada setiap perlakuan. Diebold et al. (2002) menyatakan bahwa kayu merupakan bahan yang tidak homogen, gelombang bunyi cenderung menyebar pada bagian-bagian yang cacat (seperti : adanya mata kayu, retak, serat miring, kerapatan yang berbeda dan lain-lain). Sementara itu Gambar 8 dan 9 memberikan gambaran kecepatan awal dan kecepatan akhir masing-masing pada kayu nangka dan mangium.
Gambar 8 Kecepatan Gelombang Ultrasonik pada Kayu Mangium
20
Gambar 9 Kecepatan Gelombang Ultrasonik pada Kayu Nangka Tabel 4 Hasil Uji-t Berpasangan Pengaruh Cacat Retak Kayu Buatan terhadap Energi Gelombang Ultrasonik Jenis Kayu t-hitung t-tabel Signifikansi ( = 0,05) 0,336tn Mangium 1,903 2,776 0,022* Nangka 3,664 2,776 Tabel 5 Hasil Uji-t Berpasangan Pengaruh Cacat Retak Kayu Buatan terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Jenis Kayu t-hitung t-tabel Signifikansi ( = 0,05) 0,130tn Mangium 1,905 2,776 0,033* Nangka 3,212 2,776 Keterangan : * = berpengaruh nyata, tn = tidak berpengaruh nyata
Dari hasil uji-t berpasangan pada Tabel 4 dan 5 dapat disimpulkan adanya cacat retak kayu buatan tidak berpengaruh nyata terhadap energi gelombang ultrasonik dan kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu mangium. Hal itu dapat diketahui karena nilai t-hitung < t-tabel. Sedangkan pada kayu nangka, cacat retak kayu buatan memberikan pengaruh yang nyata terhadap energi gelombang ultrasonik dan kecepatan gelombang ultrasonik. Hasil penelitian Oktarina (2008) memamparkan bahwa dengan adanya lubang bor dengan berbagai diameter yang merupakan cacat buatan menyerupai mata kayu tidak berpengaruh nyata terhadap energi gelombang ultrasonik untuk kayu mangium maupun kayu nangka. Selain itu mata kayu buatan juga tidak berpengaruh nyata terhadap kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu mangium, akan tetapi berpengaruh nyata pada kayu nangka. Hal ini diduga karena adanya perbedaan kerapatan kayu dan cacat alami yang terdapat pada kayu. Menurut Oliviera et al.(2002), kecepatan gelombang
21
ultrasonik dipengaruhi jenis kayu, kadar air, temperatur dan arah bidang rambatan (radial, tangensial dan longitudinal). 4.3 Sifat Mekanis Kayu Sifat mekanis yang diuji pada penelitian kali ini adalah kekakuan kayu (Modulus of Elasticity) yang dihitung dari hasil pengujian secara destruktif (menggunakan
UTM
Baldwin)
dan
nondestruktif
(menggunakan
SylvatestDuo® dan mesin pemilah Panter). Hasil penelitian pada Tabel 6 menunjukkan nilai hasil pengukuran sifat mekanis berupa modulus elastisitas lentur panter, modulus elastisitas lentur dinamis, modulus elasitisitas lentur statis dan modulus patah dari jenis-jenis kayu yang diuji. Tabel 6
Nilai Rataan Modulus Elastisitas Lentur Panter (MOEp), Modulus Elastisitas Lentur Dinamis (MOEd), Modulus Elasitisitas Lentur Statis (MOEs) dan Modulus Patah (MOR) pada Kayu Mangium dan Kayu Nangka MOEp (kg/cm2)
Jenis kayu/ perlakuan
Sebelum perlakuan
Sesudah perlakuan
MOEd (kg/cm2) Ep (%)
Sebelum perlakuan
Ed (%)
MOEs (kg/cm2)
MOR (kg/c m2)
Sesudah perlakuan
Mangium Kayu tanpa retak buatan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm
-
170.365
718
112.689 98.618 113.323 141.215
55.758 55.625 57.756 51.937
-51 -44 -49 -63
139.164 140.705 136.535 133.307
133.971 138.222 136.697 131.480
-4 -2 0,1 -1
18.926 18.373 19.495 19.535
412 431 375 183
Nangka Kayu tanpa retak buatan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm
94.477 82.390 48.672 90.154 58.080 86.396 49.024 82.123 48.293
-41 -36 -43 -41
134.535 133.949 123.382 153.165 143.842 133.700 128.302 137.447 131.450
-8 -6 -4 -4
110.578 26.073 24.612 18.998 18.619
447 435 467 225 223
Keterangan:
126.595
-
175.812
Ep (%) = perubahan nilai modulus elastisitas panter Ed (% = perubahan nilai modulus elastisitas dinamis
Gambar 10 dan 11 menyampaikan perbedaan nilai MOEp awal sebelum perlakuan dan MOEp akhir setelah perlakuan masing-masing pada kayu mangium dan nangka. Berdasarkan Standar Kehutanan Indonesia (SKI) (1987) nilai MOEp sebelum perlakuan pada kayu mangium untuk lebar 0,5cm dan 1,5cm masuk kedalam kelas tegangan (TS) 10, lebar 1cm dan 2cm masuk kedalam TS 7 dan TS 15. Sedangkan kayu nangka untuk semua lebar masuk kedalam TS 7. Nilai MOEp sesudah perlakuan pada kayu mangium dan kayu nangka, tidak masuk kedalam kelas tegangan manapun, karena cacat retak kayu buatan sangat berpengaruh terhadap penurunan nilai MOEp.
22
Gambar 10 Modulus Elatisitas Lentur Panter pada Kayu Mangium
Gambar 11 Modulus Elatisitas Lentur Panter pada Kayu Nangka Hasil uji-t berpasangan pada Tabel 7 menunjukkan bahwa perlakuan cacat retak kayu buatan berpengaruh nyata pada taraf 95% terhadap MOEp untuk kayu nangka maupun kayu mangium seperti ditunjukan pada nilai t-hitung > ttabel. Dari hasil uji-t berpasangan tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan adanya cacat retak kayu, kekuatan kayu akan menurun. Tabel 7 Hasil Uji-t Berpasangan Pengaruh Cacat Retak Kayu Buatan terhadap MOEp Jenis Kayu t-hitung t-tabel Signifikansi ( = 0,05) 0,027* Mangium 3,392 2,776 0,017* Nangka 3,969 2,776 Keterangan : * = berpengaruh nyata
Sementara itu Gambar 12 dan 13 memberikan gambaran MOEd awal dan MOEd akhir masing-masing pada kayu nangka dan mangium.
23
Gambar 12 Modulus Elatisitas Lentur Dinamis pada Kayu Mangium
Gambar 13 Modulus Elatisitas Lentur Dinamis pada Kayu Nangka Hasil uji-t berpasangan pada Tabel 8 menunjukkan bahwa perlakuan cacat retak kayu buatan berpengaruh nyata pada taraf 95% terhadap MOEd untuk kayu nangka. Sedangkan pada kayu mangium perlakuan cacat retak kayu buatan tidak berpengaruh nyata pada taraf 95% terhadap MOEd. Tabel 8 Hasil Uji-t Berpasangan Pengaruh Cacat Retak Kayu Buatan terhadap MOEd. Jenis Kayu t-hitung t-tabel Signifikansi ( = 0,05) Mangium
1,915
2,776
0,128tn
Nangka
3,395
2,776
0,027*
Keterangan : * = berpengaruh nyata, tn = tidak berpengaruh nyata
Dari hasil uji-t berpasangan diatas dapat disimpulkan bahwa dengan adanya cacat retak kayu akan menurunkan kekuatannya pada kayu nangka.
24
Tetapi pada kayu mangium sebaliknya, hal ini disebabkan kayu tidak seragam. Selanjutnya
Gambar
14
dan
15
masing-masing
menunjukkan
perbandingan nilai MOEd, MOEp, dan MOEs. Untuk kayu mangium dengan lebar retak 0,5cm nilai MOEd lebih besar 58% dibandingkan nilai MOEp dan 86% dibandingkan nilai MOEs nya. Pada kayu nangka nilai MOEd lebih besar 61% dibandingkan nilai MOEp dan 79% dibandingkan nilai MOEs nya. Untuk kayu mangium dengan lebar retak 1cm nilai MOEd lebih besar 60% dibandingkan nilai MOEp dan 87% dibandingkan nilai MOEs nya. Begitu juga pada kayu nangka nilai MOEd lebih besar 56% dibandingkan nilai MOEp dan 83% dibandingkan nilai MOEs nya. Nilai MOEd kayu mangium dengan lebar retak 1,5cm lebih besar 58% dibandingkan nilai MOEp dan 86% dibandingkan nilai MOEs nya. Untuk kayu nangka dengan lebar retak 1,5cm nilai MOEd lebih besar 62% dibandingkan nilai MOEp dan 85% dibandingkan nilai MOEs nya. Pada mangium dengan lebar retak 2cm nilai MOEd lebih besar 60% dibandingkan nilai MOEp dan 85% dibandingkan nilai MOEs nya. Nilai MOEd kayu nangka lebih besar 63% dibandingkan nilai MOEp dan 86% dibandingkan nilai MOEs nya.
Gambar 14
Modulus Elatisitas Lentur Dinamis, Panter dan Statis pada Kayu Mangium
25
Gambar 15
Modulus Elatisitas Lentur Dinamis, Panter dan Statis pada Kayu Nangka
Nilai MOEd lebih besar dibandingkan dengan nilai MOEp dan nilai MOEs baik pada kayu mangium maupun pada kayu nangka. Hal tersebut diatas terjadi karena efek kelelahan yang berupa creep yang dapat mereduksi kekakuan mekanis kayu yang tidak dapat diperhitungkan melalui metode vibrasi maupun gelombang. Selain itu, waktu pembebanan pada pengujian dengan rambatan gelombang hanya berlangsung sebentar (Bodig dan Jayne 1982). Pada uji dengan rambatan gelombang terhadap kayu, gaya elatis yang diberikan adalah proporsional terhadap kecepatan. Jika beban diberikan dalam waktu yang sebentar, kayu memperlihatkan keelatisitasannya. Akan tetapi dalam jangka waktu lama, kayu akan memperlihatkan perilaku viskositas air. Perilaku ini lebih dapat dijelaskan melalui uji lentur statis (durasi lama) daripada melalui uji rambatan gelombang ultrasonik. Karena itu, modulus elatisitas yang diukur melalui metode gelombang ultrasonik lebih tinggi nilainya daripada yang diukur lewat uji lentur statis (Oliveira et al. 2002). Salah satu yang menyebabkan perbedaan sekitar 66% untuk kayu mangium dan 57% untuk kayu nangka dari nilai MOEs terhadap nilai MOEp adalah karena perbedaan dari peletakan beban. Pada mesin Panter pembebanan dilakukan di tengah bentang, sementara pada UTM Baldwin pembebanan
dilakukan pada dua titik pembebanan. Pembebanan yang
berbeda antara kedua alat yang menyebabkan perbedaan nilai modulus
26
elatisitasnya. Handrian (2007) menyatakan bahwa perbedaan tersebut akibat defleksi (lenturan) yang terjadi. Pada pengujian MOEs di dua titik pembebanan defleksi total dipengaruhi oleh defleksi akibat momen lentur dan defleksi akibat pengaruh gaya geser. Gaya geser pada dua titik pembebanan hanya terjadi pada bentang diantara tumpuan dan beban dikedua sisinya, sedangkan pembebanan ditengah beban gaya geser terjadi di sepanjang bentang. Oleh karena itu gaya geser memberikan sumbangan defleksi yang lebih besar pada pembebanan ditengah bentang dibandingkan pembebanan dua titik. Hasil analisis sidik ragam MOEs menunjukkan bahwa perlakuan cacat retak kayu buatan berpengaruh nyata pada taraf 95% terhadap MOEs baik untuk kayu nangka maupun kayu mangium. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan dengan adanya cacat retak kayu dapat menurunkan nilai MOEs. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 6. Menurut hasil penelitian Oktarina (2008) mata kayu buatan tidak berpengaruh nyata terhadap MOEs untuk kayu mangium dan nangka dengan nilai signifikansinya masingmasing sebesar 0,927 dan 0,214 pada taraf 95%. Tabel 9 Hasil Analisis Sidik Ragam (One-way ANOVA) Pengaruh Cacat Retak Kayu batan terhadap MOEs Jenis Kayu F-hitung F-tabel Signifikansi ( = 0,05) 0,0001* Mangium 14,14 2,87 0,0004* Nangka 16,08 2,87 Keterangan : * = berpengaruh nyata
Untuk melihat lebih lanjut perbandingan rata-rata perlakuan terhadap MOEs pada kayu mangium dan kayu nangka dilakukan pengujian lanjut Tukey. Hasil uji lanjut Tukey secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 13 dan 14. Dari hasil uji lanjut tersebut diperoleh bahwa perlakuan cacat retak kayu dengan lebar 0,5cm, 1cm, 1,5cm, dan 2cm tidak memberikan perbedaan nilai hasil yang nyata, justru dengan yang tanpa perlakuan (kontrol) terdapat perbedaan nilai hasil yang nyata. Hasil analisis sidik ragam MOR menunjukkan bahwa perlakuan cacat retak kayu buatan berpengaruh nyata pada taraf 95% terhadap MOR pada kayu mangium. Hal ini menunjukkan bahwa cacat retak kayu dapat
27
menurunkan nilai MOR yang cukup signifikan pada kayu mangium. Sedangkan pada kayu nangka hasil analisis sidik ragam pada taraf 95% tidak berpengaruh nyata. Dapat dilihat pada Tabel 6. Oktarina (2008) menyatakan mata kayu buatan tidak berpengaruh pengaruh nyata terhadap MOR dengan nilai signifikansinya untuk kayu mangium sebesar 0,716 dan kayu nangka sebesar 0,343. Tabel 10 Hasil Analisis Sidik Ragam (One-way ANOVA) Pengaruh Cacat Retak Kayu Buatan terhadap MOR Jenis Kayu F-hitung F-tabel Signifikansi ( = 0,05) 0,0004* Mangium 11,66 2,87 0,053tn Nangka 2,80 2,87 Keterangan : * = berpengaruh nyata, tn = tidak berpengaruh nyata
Dari hasil uji lanjut Tukey diperoleh untuk kayu mangium bahwa perlakuan cacat retak kayu dengan lebar 0,5cm, 1cm, dan 1,5cm tidak memberikan perbedaan hasil yang nyata,
justru dengan yang tanpa
perlakuan (kontrol) dan perlakuan retak 2cm terdapat perbedaan hasil yang nyata. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Lampiran 6. 4.4
Hubungan antara MOEd (Modulus of Elasticity dinamis), MOEp (Modulus of Elasticity panter),
MOEs (Modulus of Elasticity statis),
MOR (Modulus Patah) dan Kecepatan Gelombang Ultrasonik Menurut Anto Dajan (1983), koefisien korelasi (r) dapat dianggap sebagai pengukuran yang berguna tentang hubungan antara x (variabel bebas) dan y (variabel terikat) bila kecenderungan titik-titik koordinat membentuk suatu garis linier. Bila kecenderungan sedemikian itu linier, r yang mendekati nol menandakan hubungan antar variabel yang lemah atau bahkan tidak terdapat hubungan sama sekali. Koefisien determinasi (R2) menggambarkan persentase jumlah variasi yang betul-betul dapat dijelaskan oleh regresi liniernya. Hubungan antara modulus elastisitas dinamis, modulus elatisitas panter, modulus elatisitas statis, modulus patah dan kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu mangium dan kayu nangka ditunjukkan di dalam Tabel 11 dan Lampiran 5.
28
Tabel 11 Model dan Analisis Regresi untuk Hubungan antara Modulus Elastisitas Dinamis, Modulus Elastisitas Panter, Modulus Elasitisitas Statis, Modulus Patah dan Kecepatan Gelombang Ultrasonik pada Kayu Mangium dan Kayu Nangka Pada Keseluruhan Perlakuan. Mangium
MOEs = -3,561v + 34384
0,369
0,136
Signifikansi model = 0,05) 0,109 tn
Seluruh perlakuan
MOEp = 0,256 MOEd + 20567
0,753
0,568
0,0001**
MOEs = -0,046 MOEd + 25309
0,389
0,152
0,089 tn
MOR = 0,114 v – 143,1
0,026
0,163
0,491 tn
MOR = 0,010 MOEp – 214,2
0,163
0,404
0,077 tn
MOR = 0,001 MOEd + 118,5
0,039
0,199
0,399 tn
MOR = -0,024 MOEs + 812,5
0,110
0,332
0,151 tn
Nangka
MOEs = 1,956 v + 13253
0,102
0,010
0,668 tn
Seluruh perlakuan
MOEp = 0,337 MOEd + 6541
0,694
0,481
0,0006**
MOEs = 0,051 MOEd + 15312
0,146
0,021
0,537 tn
MOR = 0,022 v + 234.9
0,041
0,001
0,860 tn
MOR = 0,006 MOEp + 30.44
0,295
0,087
0,206 tn
MOR = 0,001 MOEd + 172.5
0,126
0,015
0,595 tn
MOR = 0,015 MOEs - 3.285
0,545
0,297
0,012 tn
Perlakuan
Model regresi
r
R²
Keterangan: **= sangat nyata, tn = tidak nyata
Tabel 11 dan Lampiran 5 menjelaskan hubungan antara modulus elatisitas statis (MOEs) dengan kecepatan gelombang ultrasonik (v) pada kayu mangium dan kayu nangka. Dari tabel tersebut diperoleh variabel bebas berupa kecepatan yang tidak mempunyai korelasi erat dengan variabel terikat yang berupa modulus elatisitas statis baik itu pada kayu mangium maupun nangka. Koefisien korelasi (r) yang dibentuk oleh variabel v untuk MOEs untuk kayu mangium dan nangka setiap perlakuan dimulai dari lebar retak 0,5cm sampai dengan 2cm berturut-turut adalah 0,681; 0,188; 0,626; 0,406 (kayu mangium), dan 0,028; 0,766; 0,895; 0,034 (kayu nangka). Hasil uji analisis regresi menunjukkan nilai signifikansi model secara umum untuk kayu mangium dan nangka melebihi 0,05. Maka model regresi tersebut hanya terbatas untuk contoh data yang diambil. Untuk lebih jelasnya hubungan antara MOEs dengan kecepatan pada kayu mangium dan kayu nangka dapat dilihat pada Lampiran 18 dan 19. Sama halnya dengan hubungan antara MOEs dan v, maka hubungan antara modulus patah (MOR) dengan kecepatan gelombang ultrasonik (v) tidak
29
menunjukkan korelasi yang erat baik pada kayu mangium dan nangka. Dimana koefisien relasi (r) berkisar antara 0,163 - 0,543 pada kayu mangium, 0,071 0,512 pada kayu nangka dan model persamaan yang dihasilkan tidak signifikan. Hal tersebut disebabkan karena kondisi contoh uji beragam menyebabkan sebaran nilai MOR menjadi beragam. Hubungan antara modulus patah dengan kecepatan gelombang pada kayu mangium dan kayu nangka dapat dilihat pada Lampiran 24 dan 25.
Penelitian yang dilakukan oleh Sandoz et al. (2002) menunjukkan
korelasi yang cukup baik antara kecepatan gelombang dengan MOEs dan MOR yang mempunyai nilai r antara 0,5 – 0,7 pada pengujian balok kayu menggunakan gelombang ultrasonik. Hubungan antara modulus elatisitas dinamis (MOEd) dengan modulus elastisitas panter (MOEp) pada kayu mangium dan kayu nangka ditunjukkan di dalam Tabel 11, Lampiran 5, dan Lampiran 20 dan 21. Model hubungan antara MOEd dengan MOEp memiliki nilai koefisien (R²) berkisar antara 17% - 93% (kayu mangium) dan 20% - 67% (kayu nangka). Dengan kata lain MOEp tidak mampu menjelaskan MOEd. Akan tetapi secara data keseluruhan perlakuan model persamaan yang dihasilkan signifikan baik itu pada kayu mangium maupun nangka. Disamping itu, koefisien determinasi yang dihasilkan yaitu 0,568 untuk kayu mangium dan 0,481 untuk kayu nangka. Hal ini mempunyai arti pada kayu mangium 56,8% dan pada kayu nangka 48,1% keragaman dari y (MOEp) dapat dijelaskan oleh model regresi. Berdasarkan model dugaan diatas dapat disimpulkan bahwa perubahan satu satuan MOEd akan meningkatkan perubahan satu satuan MOE sebesar 0,256 satuan untuk kayu mangium dan 0,377 satuan untuk kayu nangka. Sedangkan hubungan antara modulus elastisitas panter (MOEp) dengan modulus patah (MOR) pada kayu mangium dan kayu nangka yang tersaji pada Tabel 11, Lampiran 5, dan Lampiran 26 dan 27 tersebut diperoleh nilai r berkisar antara 0,046 - 0,567 untuk kayu mangium dan 0,344 - 0,953 untuk kayu nangka. Model persamaan secara keseluruhan tidak signifikan artinya model tersebut belum layak digunakan atau model tersebut hanya terbatas untuk contoh data yang diambil. Hal ini dikarenakan signifikansi model melebihi 0,05. Selain itu hanya 40,4% untuk kayu mangium dan 8,7% untuk kayu nangka keragaman dari
30
y dapat dijelaskan oleh model regresi. Kondisi contoh uji yang beragam menyebabkan sebaran nilai MOEp yang diperoleh beragam. Surjokusumo (1982) mengatakan bahwa terdapat hubungan yang sangat baik antara MOEp dengan MOR yang memiliki nilai r yaitu 0,87. Berdasarkan hasil analisis regresi untuk hubungan antara MOEd dan MOEs diperoleh nilai r yaitu berkisar antara 0,050 - 0,827 untuk kayu mangium dan 0,001 - 0,291 untuk kayu nangka. Pada taraf kepercayaan 95% model persamaan yang terbangun belum layak digunakan atau tidak signifikan. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada Lampiran 22 dan 23. Oliveira et al. (2002) menyampaikan bahwa antara MOEs dan MOEd kayu Brazil jenis cupiuba dan jatoba mempunyai keeratan hubungan yang nyata dengan nilai r masing-masing sebesar 0,794 dan 0,768. Penelitian Nugrahadi (2006) pada contoh kecil sengon dengan metode one point loading (OPL) memperoleh korelasi antara MOEd dengan MOEs sebesar 0,492 dan untuk metode third point loading (TPL) sebesar 0,607. Hasil perhitungan analisis regresi untuk hubungan antara modulus elastisitas dinamis (MOEd) dengan modulus patah (MOR) pada kayu mangium dan kayu nangka ditunjukkan di dalam Tabel 11, Lampiran 5, dan Lampiran 28 dan 29. Hubungan antara MOEd dan MOR memiliki nilai koefisien korelasi yang rendah yaitu berkisar antara 0,292 - 0,920 (kayu mangium) dan 0,259 - 0,367 (kayu nangka). Halebe et al. (1995) dalam Oliviera et al.(2002) menyatakan hubungan antara MOEd dan MOR memiliki koefisien determinasi yang rendah. Hal ini dikarenakan pengukuran dinamis yang didasarkan pada sifat mekanis hanya sampai batas elastis. Sedangkan MOR dihitung setelah melewati batas elatisitas. Mulyadi (2006) menyatakan adanya korelasi yang erat dan nyata antara MOR dan MOEd dimana kayu sengon mempunyai r sebesar 0,970. Oliveira et al. (2002) menyampaikan bahwa hubungan antara MOR dan MOEd adalah nyata dan erat dengan koefisien relasi sebesar 0,600 untuk cupiuba dan 0,742 untuk jatoba. Nugrahadi (2006) menyatakan pada contoh kecil sengon dengan metode one point loading (OPL) memperoleh korelasi antara MOEd dengan MOR sebesar 0,456 dan untuk metode third point loading (TPL) sebesar 0,628. Lebih sulit menghubungkan antara MOR dam MOEd, karena kehadiran cacat dan sudut arah
31
serat lebih signifikan mempengaruhi MOR dibandingkan pengaruhnya terhadap kecepatan gelombang Oliviera et al. (2002). Pada Tabel 11 dan Lampiran 5 menunjukkan hubungan antara MOEs dengan MOR yang mempunyai nilai r berkisar antara 0,008 - 0,888 untuk kayu mangium dan 0,218 - 0,828 untuk kayu nangka. Lebih jelas dapat dilihat pada Lampiran 30 dan 31. Nilai koefisien relasi yang diberikan MOEs untuk menduga MOR
secara
umum
cukup
erat
hubungannya.
Berdasarkan
penelitian
Surjokusumo (1982) hubungan antara MOEs denga MOR pada 4 jenis kayu perdagangan (meranti, keruing, kapur, dan kempas) berukuran (5x10x270) cm sangat baik dengan r = 0,91 dengan jumlah contoh uji yaitu 56 balok.
BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1
Simpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Perlakuan cacat retak kayu buatan berpengaruh terhadap nilai MOEd yang diuji secara nondestruktif metode gelombang ultrasonik untuk kayu nangka dan tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kayu mangium. Semakin besar retak kayu maka nilai MOEd semakin kecil. 2. Perlakuan cacat retak kayu buatan yang semakin besar akan menurunkan nilai MOEp yang diuji secara nondestruktif metode defleksi baik untuk kayu nangka maupun kayu mangium. 3. Semakin besar cacat retak kayu memberikan pengaruh terhadap nilai MOEs dan MOR yang diuji secara destruktif yang cenderung menurun. 4. MOEd mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan MOEs pada setiap perlakuan cacat retak kayu buatan sebesar kurang lebih rata-rata 80% untuk kayu mangium dan kayu nangka. Nilai MOEp juga mempunyai nilai yang lebih tinggi dibandingkan MOEs sebesar kurang lebih rata-rata 60% untuk kayu mangium dan kayu nangka.
5.2
Saran Saran yang dapat dilakukan untuk pengembangan penggunaan metoda pengujian nondesktruktif adalah perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh kerapatan kayu terhadap rambatan gelombang ultrasonik dengan adanya cacat kayu buatan .
DAFTAR PUSTAKA [ASTM] American Society for Testing and Material. 2005. ASTM D-198. Standard Test Methods of Statistic Test of Lumber in Structural Sizes. In Annual Book of ASTM Standard.Philadelpia. United State. Bodig J, Jayne BA. 1982. Mechanics of Wood and Wood Composites. Van Nostrand Reinhold Company. New York. Bucur V, Timell TE., editor. 2003. Nondestructive Characterization and Imaging of Wood. Syracuse. New York. Dajan A. 1983. Pengantar Metode Statistik Jilid I. LP3S. Jakarta Diebold R, Schleifer A, Glos P. 2002. Machine Grading of Structural Sawn Timber from Various Softwood and Hardwood Species. Proceeding of The 12th International Symposium on Nondestructive Testing of Wood; Sopron, 13-15 September 2000.hlm 1-15. University of Western Hungary. Sopron. Gem C. 1996. Kamus Saku Fisika. Erlangga. Jakarta. Handrian I. 2007. Pengujian Kekakuan Kayu Secara Nondestruktif Gelombang Ultrasonik dan Kekuatan Lentur Secara Destruktif Contoh Kecil Kayu Jati (Tectona grandis. Linn. f.) [skripsi]. Fakultas Kehutanan IPB. Bogor. Haygreen JG, Bowyer JL. 1986. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar. Hadikusumo SA, penerjemah; Prawirohatmodjo, editor. IOWA: The Iowa State University Press. Terjemahan dari Gadjah Mada University Press.Yogyakarta. Isrianto. 1997. Kajian Struktur Anatomi dan Kajian Fisik Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.) [Skripsi]. Fakultas Kehutanan IPB. Bogor. Karlinasari, L. 2007. Analisis kekakuan kayu berdasarkan pengujian nondestruktif metode gelombang ultrasonik dan kekuatan lentur kayu berdasarkan pengujian destruktif. [Disertasi]. Malik J, Santoso A, Rachman O. 2005. Sari Hasil Penelitian Mangium (Acacia mangium Willd.). http:// www.dephut.go.id/penelitian/mangium.html (14 Juni 2007). Mulyadi M. 2006. Kecepatan Rambatan Gelombang dan Keteguhan Lentur Beberapa Jenis Kayu pada Berbagai Kondisi Kadar Air.[skripsi]. Fakultas Kehutanan IPB. Bogor. Novasari R, Citra Noya P, Ganesha Kresna W. 2007. Bahan Bangunan. http:// www.ftsp1.uii.ac.id/twiki/pub/Main.pdf (5 Februari 2008).
34
Nugrahadi BP. 2006. Studi Sifat Mekanis Kayu Secara Destruktif dan Nondestruktif Metode Gelombang Ultrasonik pada Contoh Kecil Sengon (Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen). [skripsi]. Fakultas Kehutanan IPB. Bogor. Oliveira FGR, Campos JAO de, Sales A. 2002. Ultrasonic Measurements in Brazilian Hardwoods Material Research Journal 5 (1): 51-55. Oktarina R. 2008. Pengaruh Ukuran Diameter Mata Kayu Terhadap Kekuatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.). [skripsi]. Fakultas Kehutanan IPB. Bogor. Sandoz JL, Benoit Y, Demay L. 2002. High Perfomance Timber by Ultrasonic Grading. Didalam prosiding; The 7th Wood conference on Timber Engineering, WCTE 2002. 12-15 Agustus 2002. Shah Alam. Malaysia. Seng, OD. 1990. Berat jenis dari jenis-jenis kayu Indonesia dan pengertian beratnya kayu untuk keperluan praktek. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor. [SKI] Standar Kehutanan Indonesia. 1987. SKI C-bo-010. Spesifikasi Kayu Bangunan Untuk Perumahan. Departemen Kehutanan Republik Indonesia. [SNI] Standar Nasional Indonesia. 1999. SNI 01-5008. Kayu Gergajian Rimba. Badan Standardisasi Indonesia. Surjokusumo, S. 1982. Penelitian Panter. Proyek Penelitian Pengembangan Efisiensi Penggunaan Sumber-Sumber Kehutanan. Fakultas Kehutanan IPB. Bogor. ______________. 2003. Buku Petunjuk Penggunaan Mesin Pemilah Kayu Versi Panter MPK-5. Laboratorium Keteknikan Kayu. Fakultas Kehutanan. IPB. Bogor. Tambunan B, Nandika D. 1989. Deteriorasi Kayu oleh Faktor Biologis. PAU Bioteknologi IPB. Bogor. Tanaka T, Divos F, Faczan T. 1995. Nondestructive Evaluation of Residual Bending Strength of Wood With Artifical Defects by Stress Wave. Eleventh International Symposium on Nondestructive Testing of Wood: 83-91. Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood (Structure, Properties, Utilization). Van Nostrand Reinhold. New York. Verheij, EWM dan Coronel, RE. 1997. Sumber Daya Nabati Asia Tenggara dan Buah-Buah yang Dapat Dimanfaatkan. Prosea. Jakarta. Young HD, Roger AF. 2003. Fisika Universitas. (Edisi ke-10, jilid 2). Alih bahasa, Pantur Silaban; Editor, Amalia Safitri, Santika. Erlangga. Jakarta.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Nilai Kecepatan, Energi, MOEp, MOEd, MOEs dan MOR Tanpa Perlakuan Cacat pada Kayu Mangium KAYU
MOEp
V
MOEd
E
MOEs
MOR
ACL1
162065,40
5112,67
200710,52
4995,33
194530,31
833,33
ACL2
112335,23
4500,89
158022,31
4628,67
180448,63
811,12
ACL3
136441,90
4927,00
186377,14
4930,22
181185,66
700,04
ACL4
106294,21
4650,89
161930,51
4253,67
121002,16
615,83
ACL5
115839,72
4612,22
172017,56
4331,67
174659,78
631,56
rata-rata
126595,29
4760,73
175811,61
4627,91
170365,31
718,38
Lampiran 2 Nilai Kecepatan, Energi, MOEp, MOEd, MOEs dan MOR Tanpa Perlakuan Cacat pada Kayu Nangka KAYU
MOEp
V
MOEd
E
MOEs
MOR
NCL1
106811,88
4376,44
132528,62
4872,33
128728,88
213,32
NCL2
88576,26
4463,56
100732,01
5151,22
58056,92
250,86
NCL3
75587,25
4145,67
115797,05
5145,78
80421,45
408,61
NCL4
116624,46
4594,44
160789,66
5609,22
102876,81
695,89
NCL5
84785,64
5215,89
162827,35
5660,11
182805,35
665,93
rata-rata
94477,10
4559,20
134534,94
5287,73
110577,88
446,92
36
Lampiran 3 Nilai Kecepatan Awal dan Akhir, Energi Awal dan Akhir, MOEp Awal dan Akhir, dan MOR Setiap Perlakuan Cacat pada Kayu Mangium MOEd MOEd MOEp MOEp E Awal Vakhir V awal KAYU akhir awal awal akhir A1L1 144111,32 54899,55 4617,33 157072,63 4670,67 160722,52 4231,78 A1L2 109753,97 57959,96 4180,11 136423,42 4172,67 136066,96 4832,22 A1L3 95651,99 51984,78 4580,33 135123,31 4345,89 121545,90 5587,78 A1L4 90221,80 52771,24 4438,89 113036,83 4347,33 108413,94 4478,67 A1L5 123709,92 61175,24 4750,78 154165,10 4576,78 143107,86 5100,33 rata-rata 112689,80 55758,15 4513,49 139164,26 4422,67 133971,43 4846,16 A2L1 97871,22 49440,10 4171,44 136468,36 4032,33 127490,16 5042,44 A2L2 91070,53 64596,54 4600,00 156741,34 4617,11 157861,34 5788,11 A2L3 119967,32 55742,39 4655,56 147617,63 4744,67 153335,43 4279,33 A2L4 88626,82 60139,63 4160,78 135619,28 4183,11 137080,79 5001,00 A2L5 95553,80 48207,32 4136,33 127081,06 3939,44 115341,73 5415,78 rata-rata 98617,94 55625,20 4344,82 140705,53 4303,33 138221,89 5105,33 A3L1 130901,25 56275,30 4210,67 135951,34 4214,00 136167,09 5179,44 A3L2 95793,98 55010,40 4178,67 137537,79 4211,67 139717,73 4584,44 A3L3 104576,16 60244,96 4209,89 117723,53 4243,11 119644,93 4135,11 A3L4 103341,11 59052,06 4374,33 152396,12 4271,33 145518,47 4405,67 A3L5 132004,44 58195,51 4377,78 139068,48 4430,56 142437,40 4330,89 rata-rata 113323,39 57755,65 4270,27 136535,45 4274,13 136697,12 4527,11 A4L1 162279,76 61305,69 4332,44 153650,71 4329,00 153374,68 4572,89 A4L2 130074,79 48927,22 4064,11 128299,05 4065,22 128372,20 4376,44 A4L3 75743,01 36468,86 4138,67 91549,99 4031,33 86848,19 4212,00 A4L4 120866,39 56792,64 4160,56 139546,94 4119,44 136840,50 4830,00 A4L5 217109,77 56193,12 4406,78 153486,60 4384,44 151962,93 4804,00 rata-rata 141214,74 51937,50 4220,51 133306,66 4185,89 131479,70 4559,07
MOEd awal dan akhir, MOEs E Akhir
MOEs
MOR
4377,22 4567,11 4359,56 4041,44 4698,89 4408,84 4608,44 4343,22 4361,11 4363,22 4164,44 4368,09 4522,22 4695,00 4320,22 4743,56 4856,56 4627,51 5011,78 4796,78 4226,11 4453,78 4991,78 4696,04
12599,32 20890,69 17717,54 24338,04 19082,78 18925,67 17718,26 18339,10 18169,09 18870,09 18766,78 18372,66 20390,13 20078,61 18755,68 19376,53 18872,39 19494,67 19554,04 19541,07 18962,92 21529,46 18085,32 19534,56
550,19 421,92 416,66 198,55 471,82 411,83 377,05 538,68 225,87 482,88 529,49 430,79 465,52 368,61 520,34 140,99 376,88 374,47 327,04 84,86 129,76 289,61 84,71 183,20 37
Lampiran 4 Nilai Kecepatan Awal dan Akhir, Energi Awal dan Akhir, MOEp Awal dan Akhir, dan MOR Setiap Perlakuan Cacat pada Kayu Nangka MOEd MOEd MOEp MOEp E Awal V akhir V awal KAYU akhir awal awal akhir 86362,09 50984,85 4730,44 145534,89 4638,44 139940,26 6009,78 N1L1 84641,17 32614,03 4429,78 126402,44 4133,89 110056,28 5868,33 N1L2 75893,54 55350,93 4639,00 130977,50 4086,44 102960,52 5903,44 N1L3 68998,93 45999,28 4297,67 121572,53 4258,00 119366,09 5615,33 N1L4 96053,74 58411,06 4883,89 145259,43 4872,44 144587,99 5282,11 N1L5 rata-rata 82389,90 48672,03 4596,16 133949,36 4397,84 123382,23 5735,80 98298,26 53134,19 4792,00 140553,90 4665,33 133211,25 5616,56 N2L1 75658,82 54346,47 4830,56 141023,24 4830,56 141028,54 5152,89 N2L2 85248,76 54559,21 4607,00 153561,63 4546,67 149574,29 5746,22 N2L3 78612,34 56562,54 4535,33 148888,34 4022,78 120142,19 5485,56 N2L4 112950,35 71797,90 5195,56 181796,11 5100,89 175251,74 5333,22 N2L5 rata-rata 90153,71 58080,06 4792,09 153164,64 4633,24 143841,60 5466,89 82168,74 45298,15 4469,22 128842,08 4425,89 126343,64 5718,33 N3L1 93162,24 62593,38 4627,67 151651,01 4386,00 136484,33 4888,67 N3L2 74645,04 54384,24 4702,33 148726,11 4555,56 139594,69 5973,33 N3L3 93681,41 34669,50 4547,89 99105,11 4546,33 99032,36 5563,78 N3L4 88321,84 48175,55 5242,56 140174,44 5241,00 140054,78 5118,33 N3L5 rata-rata 86395,85 49024,16 4717,93 133699,75 4630,96 128301,96 5452,49 76337,21 44275,58 4546,67 142877,16 4424,56 135306,86 5631,56 N4L1 76644,23 46365,03 4240,89 116618,07 4198,11 114283,37 5323,22 N4L2 101924,71 50962,36 4705,00 152540,37 4662,00 149776,39 5445,11 N4L3 81524,05 48501,65 4396,11 133936,92 4179,56 121179,47 5307,11 N4L4 74185,20 51358,98 4489,78 141263,23 4416,89 136705,61 5125,78 N4L5 rata-rata 82123,08 48292,72 4475,69 137447,15 4376,22 131450,34 5366,56
MOEd awal dan akhir, MOEs E Akhir
MOEs
MOR
5541,78 5234,11 5429,00 4717,22 4855,89 5155,60 5089,56 5235,33 4983,89 4927,33 5184,56 5084,13 4914,00 4125,67 4847,67 4984,44 5011,89 4776,73 5044,44 4914,67 5051,78 4516,56 4678,78 4841,24
40693,66 17592,31 33494,10 20545,43 18039,37 26072,97 25652,39 26877,47 18745,90 21454,33 30329,23 24611,86 20009,77 20321,39 19581,72 18182,27 16895,27 18998,08 20326,30 19170,85 17522,51 16872,49 19202,60 18618,95
580,04 204,66 552,15 419,21 421,43 435,50 579,43 689,78 551,43 301,56 213,67 467,17 310,02 200,43 369,04 128,96 118,10 225,31 62,51 159,99 291,68 285,11 315,27 222,91 38
39
Lampiran 5 Model dan Analisis Regresi untuk Hubungan antara Modulus Elastisitas Dinamis, Modulus Elastisitas Panter, Modulus Elasitisitas Statis, Modulus Patah dan Kecepatan Gelombang Ultrasonik pada Kayu Mangium dan Kayu Nangka Kayu/Perlakuan Mangium Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan
Model regresi MOEs = -14,75 v + 84186 MOEs = -0,245 v + 19431 MOEs = -4,988 v + 40817 MOEs = -3,210 v + 32974 MOEs = -3,561v + 34384 MOEp = 0,095 MOEd + 42922 MOEp = 0,326 MOEd + 10557 MOEp = -0,087MOEd + 69729 MOEp = 0,347 MOEd + 6243 MOEp = 0,256 MOEd + 20567 MOEs = -0,178 MOEd + 42792 MOEs = -0,005 MOEd + 19067 MOEs = 0,022 MOEd + 16409 MOEs = 0,002 MOEd + 19224 MOEs = -0,046 MOEd + 25309 MOR = 0,356 v - 1163 MOR = -0,64 v + 1136 MOR = -0,261 v + 1490 MOR = 0,137 v - 390,5 MOR = 0,114 v – 143,1 MOR = 0,014 MOEp – 401,3 MOR = 0,004 MOEp + 207,5 MOR = -0,003 MOEp+ 560,1 MOR = 0,006 MOEp – 169,8 MOR = 0,010 MOEp – 214,2 MOR = 0,006 MOEd – 391,5 MOR = -0,002 MOEd + 730,4 MOR = -0,011 MOEd + 1904 MOR = 0,001 MOEd – 13,98 MOR = 0,001 MOEd + 118,5 MOR = -0,026 MOEs + 920,3 MOR = 0,158 MOEs - 2473 MOR = -0,001 MOEs + 408,0 MOR = 0,060 MOEs – 998,9 MOR = -0,024 MOEs + 812,5
Keterangan: **= sangat nyata, tn = tidak nyata
r
R²
0,681 0,188 0,626 0,406 0,369 0,504 0,828 0,420 0,967 0,753 0,827 0,190 0,316 0,050 0,389 0,543 0,447 0,163 0,188 0,026 0,425 0,212 0,046 0,567 0,163 0,920 0,292 0,782 0,348 0,039 0,888 0,562 0,008 0,657 0,110
0,464 0,035 0,392 0,165 0,136 0,254 0,686 0,177 0,936 0,568 0,684 0,036 0,100 0,002 0,152 0,295 0,200 0,026 0,035 0,163 0,180 0,045 0,002 0,321 0,404 0,847 0,085 0,611 0,121 0,199 0,788 0,316 0,000 0,432 0,332
Signifikansi model = 0,05) 0,205 tn 0,761 tn 0,258 tn 0,496 tn 0,109 tn 0,385 tn 0,082 tn 0,480 tn 0,006 ** 0,0001** 0,083 tn 0,759 tn 0,603 tn 0,935 tn 0,089 tn 0,343 tn 0,450 tn 0,792 tn 0,761 tn 0,491 tn 0,475 tn 0,730 tn 0,940 tn 0,318 tn 0,077 tn 0,026 ** 0,633 tn 0,117 tn 0,565 tn 0,399 tn 0,044** 0,323 tn 0,989 tn 0,227 tn 0,151 tn
40
Lampiran 5 (lanjutan) Model dan Analisis Regresi untuk Hubungan antara Modulus Elastisitas Dinamis, Modulus Elastisitas Panter, Modulus Elasitisitas Statis, Modulus Patah dan Kecepatan Gelombang Ultrasonik pada Kayu Mangium dan Kayu Nangka. Kayu/ Perlakuan Nangka Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan Lebar retak 0,5cm Lebar retak 1cm Lebar retak 1,5cm Lebar retak 2cm Seluruh perlakuan
Model regresi MOEs = 0,864 v + 22273 MOEs = 8,749 v - 15928 MOEs = -3,673 v + 36012 MOEs = 0,244 v + 17551 MOEs = 1,956 v + 13253 MOEp = 0,249 MOEd + 17873 MOEp = 0,299 MOEd + 15001 MOEp = 0,493 MOEd - 14316 MOEp = 0,103 MOEd + 34702 MOEp = 0,337 MOEd + 6541 MOEs = 0,041 MOEd + 20952 MOEs = 0,119 MOEd + 7426,3 MOEs = 0,012 MOEd + 17428 MOEs = -0,002 MOEd + 18953 MOEs = 0,051 MOEd + 15312 MOR = 0,117 v - 79,71 MOR = 0,035 v + 301,9 MOR = -0,162 v + 979,8 MOR = 0,093 v - 187,3 MOR = 0,022 v + 234,9 MOR = 0,011 MOEp – 125,8 MOR = -0,020 MOEp + 1648 MOR = 0,003 MOEp + 45,37 MOR = 0,034 MOEp – 1428 MOR = 0,006 MOEp + 30,44 MOR = 0,002 MOEd + 171,6 MOR = -0,003 MOEd + 921,3 MOR = 0,002 MOEd – 77,24 MOR = 0,002 MOEd – 41,87 MOR = 0,001 MOEd + 172,5 MOR = 0,011 MOEs + 128,0 MOR = -0,009 MOEs + 703,4 MOR = 0,053 MOEs – 795,3 MOR = -0,056 MOEs + 1268 MOR = 0,015 MOEs - 3,285
Keterangan: **= sangat nyata, tn = tidak nyata
r
R²
0,028 0,766 0,895 0,034 0,102 0,450 0,795 0,819 0,477 0,694 0,005 0,291 0,021 0,001 0,146 0,270 0,071 0,512 0,171 0,041 0,785 0,787 0,344 0,953 0,295 0,263 0,324 0,367 0,259 0,126 0,828 0,218 0,693 0,725 0,545
0,000 0,587 0,801 0,001 0,010 0,202 0,632 0,670 0,228 0,481 0,005 0,291 0,021 0,001 0,021 0,072 0,005 0,262 0,029 0,001 0,617 0,620 0,118 0,909 0,087 0,069 0,105 0,134 0,067 0,015 0,686 0,047 0,480 0,526 0,297
Signifikansi model = 0,05) 0,963tn 0,130tn 0,040** 0,956tn 0,668 tn 0,446tn 0,107tn 0,089tn 0,415tn 0,0006** 0,907 tn 0,347tn 0,812 tn 0,967 tn 0,537 tn 0,660 tn 0,909 tn 0,377 tn 0,783 tn 0,860 tn 0,114 tn 0,113 tn 0,570 tn 0,011** 0,206 tn 0,669 tn 0,593 tn 0,543 tn 0,673 tn 0,595 tn 0,082 tn 0,724 tn 0,194 tn 0,165 tn 0,012 tn
Lampiran 6 Hasil Uji-t Berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap energi gelombang ultrasonik pada kayu mangium Paired Samples Statistics
Pair 1
awal akhir
Mean 4733,1160 4545,6780
N 5 5
Std. Error Mean Std. Deviation 242,44638 108,42532 146,90936 65,69986
Paired Samples Correlations N Pair 1
awal & akhir
5
Correlation -,935
Sig. ,020 Paired Samples Test
Paired Differences
Pair 1
Mean awal - akhir 187,43800
Std. Error Mean Std. Deviation 383,38868 171,45663
95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper -288,602 663,47792
t 1,093
df 4
Sig. (2-tailed) ,336
41
Lampiran 7 Hasil Uji-t Berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap energi gelombang ultrasonik pada kayu nangka Paired Samples Statistics
Pair 1
awal akhir
Mean 5461,8940 5029,0860
N 5 5
Std. Deviation 169,23324 215,00118
Std. Error Mean 75,68341 96,15145
Paired Samples Correlations N Pair 1
awal & akhir
5
Correlation ,070
Sig. ,911 Paired Samples Test
Paired Differences
Pair 1
Mean awal - akhir 432,80800
95% Confidence Interval of the Difference Std. Error Std. Deviation Mean Lower Upper 264,16667 118,13893 104,80176 760,81424
t 3,664
df 4
Sig. (2-tailed) ,022
42
Lampiran 8
Hasil Uji-t Berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu mangium Paired Samples Statistics
Pair 1
Awal Akhir
Mean 4421.9640 4389.3500
N 5 5
Std. Error Mean Std. Deviation 219.47972 98.15432 224.22332 100.27572
Paired Samples Correlations N Pair 1
Awal & Akhir
5
Correlation .985
Sig. .002 Paired Samples Test
Paired Differences
Pair 1
Awal - Akhir
Mean 32.61400
Std. Deviation 38.29090
Std. Error Mean 17.12421
95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper -14.93043 80.15843
t 1.905
df 4
Sig. (2-tailed) .130
43
Lampiran 9 Hasil Uji-t Berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap kecepatan gelombang ultrasonik pada kayu nangka Paired Samples Statistics
Pair 1
Awal Akhir
Mean 4628.2140 4519.4920
N 5 5
Std. Deviation 126.44986 124.76630
Std. Error Mean 56.55010 55.79719
Paired Samples Correlations N Pair 1
Awal & Akhir
5
Correlation .818
Sig. .090 Paired Samples Test
Paired Differences
Pair 1
Mean Awal - Akhir 108.72200
Std. Deviation 75.69650
Std. Error Mean 33.85250
95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper 14.73238 202.71162
t 3.212
df 4
Sig. (2-tailed) .033
44
Lampiran 10 Hasil Uji-t Berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEp pada kayu mangium Paired Samples Statistics
Pair 1
Awal Akhir
Mean 118488,2 69534,36
N 5 5
Std. Deviation 16103.91619 31967.11559
Std. Error Mean 7201,890 14296,13
Paired Samples Correlations N Pair 1
Awal & Akhir
5
Correlation .233
Sig. .706 Paired Samples Test
Paired Differences
Pair 1
Awal - Akhir
Mean 48953,87
Std. Deviation 32269.87325
Std. Error Mean 14431,53
95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper 8885,534 89022,21
t 3.392
df 4
Sig. (2-tailed) .027
45
Lampiran 11 Hasil Uji-t Berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEp pada kayu nangka Paired Samples Statistics
Pair 1
Awal Akhir
Mean 87107,93 59709,21
N 5 5
Std. Deviation 5272.50028 19860.67839
Std. Error Mean 2357,934 8881,965
Paired Samples Correlations N Pair 1
Awal & Akhir
5
Correlation .878
Sig. .050 Paired Samples Test
Paired Differences
Pair 1
Awal - Akhir
Mean 27398,71
Std. Deviation 15437.79946
Std. Error Mean 6903,994
95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper 8230,154 46567,27
t 3.969
df 4
Sig. (2-tailed) .017
46
Lampiran 12 Hasil Uji-t Berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEd pada kayu mangium Paired Samples Statistics
Pair 1
Awal Akhir
Mean 145104,7 143236,4
N 5 5
Std. Deviation 17393.83252 18392.33172
Std. Error Mean 7778,758 8225,301
Paired Samples Correlations N Pair 1
Awal & Akhir
5
Correlation .994
Sig. .001 Paired Samples Test
Paired Differences
Pair 1
Awal - Akhir
Mean 1868,352
Std. Error Mean Std. Deviation 2181.98162 975.81184
95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper -840,936 4577,640
t 1.915
df 4
Sig. (2-tailed) .128
47
Lampiran 13 Hasil Uji-t Berpasangan pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEd pada kayu nangka Paired Samples Statistics
Pair 1
Awal Akhir
Mean 138559,2 132302,2
N 5 5
Std. Deviation 8300.82948 7655.65690
Std. Error Mean 3712,244 3423,714
Paired Samples Correlations N Pair 1
Awal & Akhir
5
Correlation .870
Sig. .055 Paired Samples Test
Paired Differences
Pair 1
Awal - Akhir
Mean 6256,954
Std. Deviation 4121.09850
Std. Error Mean 1843,011
95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper 1139,934 11373,97
t 3.395
df 4
Sig. (2-tailed) .027
48
Lampiran 14 Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEs pada kayu mangium ANOVA
MOEs
Sum of Squares
df
Mean Square
F
Sig.
Between Groups
57216251104,698
4
14304062776,175
14.141
.000
Within Groups
20229910263,567
20
1011495513,178
Total
77446161368,265
24
MOEs
Tukey HSD akasia
N
Subset for alpha = .05
1 Lebar retak 1cm 5 18372,6640 Lebar retak 0,5cm 5 18925,6740 Lebar retak 1,5cm 5 19494,6680 Lebar retak 2cm 5 19534,5614 Kontrol 5 Sig. 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 5.000.
2
138676,7680 1.000
49
Lampiran 15 Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOEs pada kayu nangka ANOVA
MOEs
Sum of Squares
df
Mean Square
F
Sig.
Between Groups
31549864974,593
4
7887466243,649
16.083
.000
Within Groups
9808584719,579
20
490429235,979
Total
41358449694,172
24
MOEs Tukey HSD nangka
Subset for alpha = .05
N
Lebar retak 2cm
5
Lebar retak 1,5cm
5
Lebar retak 1cm
5
Lebar retak 0,5cm
5
Kontrol
1 18618,950 0 18998,084 0 24611,864 0 26072,974 0
2
110577,88 20 Sig. .983 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 5.000. 5
50
Lampiran 16 Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOR pada kayu mangium ANOVA
MOR
Sum of Squares
df
Mean Square
F
Sig.
Between Groups
736455,864
4
184113.966
11.657
.000
Within Groups
315897,190
20
15794.860
Total
1052353,054
24
MOR Tukey HSD akasia
Subset for alpha = .05
N 1
Lebar retak Lebar retak Lebar retak Lebar retak Kontrol Sig.
2cm 1,5cm 0,5cm 1cm
2
3
5
183.1960
5
374.4680
374.4680
5
411.8280
411.8280
5
430.7940
5
718.3760 .063
.952
1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 5.000.
51
Lampiran 17 Hasil analisis sidik ragam (One-way ANOVA) pengaruh cacat retak kayu buatan terhadap MOR pada kayu nangka ANOVA
MOR
Sum of Squares
df
Mean Square
F
Sig.
Between Groups
308376,051
4
77094.013
2.805
.053
Within Groups
549669,266
20
27483.463
Total
858045,317
24
MOR Tukey HSD Subset for alpha = .05 nangka
N 1
Lebar retak 2cm Lebar retak 1,5cm
5
222.9120
5
225.3100
Lebar retak 0,5cm 5 435.4980 Kontrol 5 446.9220 Lebar retak 1cm 5 467.1740 Sig. .177 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 5.000.
52
53 Lampiran 18
Hubungan Antara MOEs dengan v Masing-masing Perlakuan pada kayu Mangium
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
54 Lampiran 19
Hubungan Antara MOEs dengan v Masing-masing Perlakuan pada kayu Nangka
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
55 Lampiran 20
Hubungan Antara MOEp dengan MOEd Masing-masing Perlakuan pada kayu Mangium
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
56 Lampiran 21
Hubungan Antara MOEd dengan MOEp Masing-masing Perlakuan pada kayu Nangka
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
57 Lampiran 22
Hubungan Antara MOEs dengan MOEd Masing-masing Perlakuan pada kayu Mangium
58 Lampiran 23
Hubungan Antara MOEs dengan MOEd Masing-masing Perlakuan pada kayu Nangka
59 Lampiran 24
Hubungan Antara MOR dengan V Masing-masing Perlakuan pada kayu Mangium
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
60 Lampiran 25
Hubungan Antara MOR dengan V Masing-masing Perlakuan pada kayu Nangka
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
61 Lampiran 26
Hubungan Antara MOR dengan MOEp Masing-masing Perlakuan pada kayu Mangium
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 2cm
62
Lampiran 27
Hubungan Antara MOR dengan MOEp Masing-masing Perlakuan pada kayu Nangka
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
63 Lampiran 28
Hubungan Antara MOR dengan MOEd Masing-masing Perlakuan pada kayu Mangium
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
64 Lampiran 29
Hubungan Antara MOR dengan MOEd Masing-masing Perlakuan pada kayu Nangka
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
65 Lampiran 30
Hubungan Antara MOR dengan MOEs Masing-masing Perlakuan pada kayu Mangium
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
66 Lampiran 31
Hubungan Antara MOR dengan MOEs Masing-masing Perlakuan pada kayu Nangka
LEBAR RETAK 0,5cm
LEBAR RETAK 1,5cm
LEBAR RETAK 1cm
LEBAR RETAK 2cm
