PENGARUH PENAMBAHAN SERAT ALAMIPADA LAPISAN LAMINA TERHADAP KUAT LENTUR BALOK LAMINASI BARECORE KAYU SENGON Adi Setya Rahman, Bambang Surendro, Anis Rakhmawati Fakultas Teknik Universitas Tidar ABSTRAK Barecoreadalah potongan-potongan kayu kecil yang ditata dan direkatkan menggunakan perekat hingga membentuk sebuah papan. Papan barecore yang dihasilkan kemudian dibuat menjadi balok laminasidandiberi bahan perkuatan misalnya serat alami.Pemilihan penggunaan serat alami (serat ijuk, serat rayung dan serat kelapa) sebagai bahan perkuatan balok laminasi karena jumlahnya yang melimpah dan mudah ditemukan,sehinggajudul dalam penelitian ini adalah “Pengaruh Penambahan Serat Alami pada Lapisan Lamina terhadap Kuat Lentur Balok Laminasi Barecore Kayu Sengon”. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh penambahan serat alami pada lapis lamina terhadap kuat lentur balok laminasi papan barecore kayu sengon dengan menggunakan perekat lem PV/AC Fox putih. Pembuatan balok laminasi berukuran 6x8x120 cm. Balok laminasi diberi penambahan serat alami pada tiap lapisan laminayang ditata sejajar arah serat dengan jenis variasi yaitu balok laminasi tanpa penambahan serat(B.L.T.S), balok laminasi dengan penambahan serat ijuk(B.L.S.I), balok laminasi dengan penambahan serat rayung (B.L.S.R) dan balok laminasi dengan penambahan serat kelapa(B.L.S.K). Pengujian balok laminasi mengacu pada standar JAS 234:2003. Uji kadar air dan kerapatan dilakukan di Laboratorium Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Tidar. Uji kuat lentur balok laminasi dilakukan di Laboratorium Struktur,Jurusan Teknik Sipil, FakultasTeknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta menggunakan alat Universal Testing Machine. Hasil uji kadar air rata-rata sebesar 13,670% dan nilai kerapatan rata-rata sebesar 0,317 gr/cm3sudah memenuhi standar JAS 234:2003.Nilai MOE balok asli (B.A) sebesar 258.175,286 kg/cm2, nilai MOE (B.L.T.S) sebesar 81.425,395 kg/cm2, nilai MOE (B.L.S.I) sebesar 49.749,122 kg/cm2, nilai MOE (B.L.S.R) sebesar 38.278,805 kg/cm2 dan nilai MOE (B.L.S.K) sebesar 68.837,786 kg/cm2, sehingga hanya balok asli(B.A) dan balok laminasi tanpa penambahan serat (B.L.T.S) yang memenuhi standar JAS 234:2003. Hasil uji nilai MOR balok laminasi tidak memenuhi standar JAS 234:2003. Pada analisis data menggunakan Anova Single Factor disimpulkan bahwa penambahan serat alami (serat ijuk,serat rayung dan serat kelapa) berpengaruh terhadap kuat lentur. Kata kunci : Papan Barecore, Serat Alami, Kuat Lentur. 21
ABSTRACT Barecore are small pieces of wood, arranged and glued using an adhesive to form a board. Barecore board is then made into laminated beams and were given materials eg natural fiber reinforcement. Selection of the use of natural fibers (lint fiber, rayung fiber and fiber coconut) as a material strengthening of laminated beams, because they were abundant and easily found, so the title of this research is "Effect of Addition of Natural Fibers in Layer Lamina against Strong Bending Beam Laminates Barecore Wood Sengon" , The purpose of this study to determine the effect of natural fibers in the strong layer lamina laminated board flexure barecore Falcata using adhesive glue PV / AC Fox white. Manufacture of laminated beams measuring 6x8x120 cm. Laminated beams by the addition of natural fibers in each layer laminayang laid out parallel to the fiber direction with the kind of variety that is laminated beams without the addition of fiber (BLTs), laminated beams with the addition of fiber palm (BLSI), laminated beams with the addition of fiber rayung (BLSR) and laminated beams with the addition of coconut fiber (BLSK). Testing of laminated beams refer to the JAS standard 234: 2003. Water content and density test conducted at the Laboratory of Civil Engineering Program, Faculty of Engineering, University of Tidar. Laminated beam bending strength test conducted at the Laboratory of Structural, Civil Engineering Department, Gadjah Mada University, Yogyakarta using a Universal Testing Machine. The test results of water content average of 13.670% and the average density of 0.317 g / cm3 to meet JAS standards 234: 2003. MOE value of the original beam (BA) of 258,175.286 kg / cm2, the value of MOE (blts) amounted 81425.395 kg / cm2, the value of MOE (BLSI) amounted 49749.122 kg / cm2, the value of MOE (BLSR) amounted 38278.805 kg / cm2 and MOE values (BLSK) amounted 68837.786 kg / cm2, so that only the original beams (BA) and laminated beams without the addition of fiber (blts) that meets the standard of JAS 234: 2003. The test results MOR values laminated beams do not meet the standard of JAS 234: 2003. In the analysis of data using Single Factor Anova concluded that the addition of natural fibers (lint fiber, rayung fiber and fiber coconut) influence on the flexural strength.
Keywords: Board Barecore, Natural Fibers, flexural strength.
22
A. PENDAHULUAN
S
eiring berkembangnya industri pengolah kayu saat ini membuat kebutuhan kayu semakin banyak, sehingga untuk memenuhi kebutuhan tersebut banyak dilakukan penebangan kayu secara besar-besaran yang mengakibatkan berkurangnya persediaan kayu yang siap untuk digunakan sebagai bahan konstruksi. Berkembangnya teknologi kayu saat ini banyak dipakai industri pengolahan kayu untuk meningkatkan jumlah produksinya dengan mengolah sisa-sisa bahan produksi menjadi suatu produk baru salah satunya papan barecore. Papan barecore yang dihasilkan perusahaan pengolah kayu dimodifikasi untuk dijadikan bahan konstruksi dengan cara membuatnya menjadi balok laminasi. Menurut Sitompul (2009) bahwa kayu laminasi terbuat dari potongan-potongan kayu yang relatif kecil yang dibuat menjadi produk baru yang lebih homogen dengan penampang kayu dapat dibuat menjadi lebih besar dan tinggi serta dapat digunakan sebagai bahan konstruksi.
karena dapat dibuat dengan menggabungkan jenis kayu bermutu rendah dan kayu bermutu tinggi. 1. Serat alami Dalam penelitian ini digunakan penambahan serat alami pada lapisan lamina balok laminasi, adapun serat alami yang digunakan adalah serat kelapa, serat ijuk dan serat rayung. Menurut Lokantara dan Suardana (2009) serabut kelapa merupakan serat yang menyelimuti bagian luar dari buah kelapa. Serabut merupakan bagian yang terbesar dari buah kelapa.Menurut Munandar (2012) serat ijuk adalah serat alam yang berasal dari pohon aren.Serat ijuk yang dihasilkan pohon aren mempunyai sifat fisikberupa helaian benang (serat) berwarna hitam, berdiameter kurangdari 0,5 mm, Ijuk bersifat lentur dan tidak mudah rapuh, sangat tahan terhadap asam termasuk air laut yang mengandung garam. Serat rayung berasal dari tangkai bunga rumput gelagahyang memiliki warna kuning kecokelatan yang tumbuh subur di daerah tropis seperti Indonesia.
B. TINJAUAN PUSTAKA Raymond(2014) menyatakan Barecore adalah sebuah papan kayu yang terdiri dari potongan kayu-kayu kecil. Potongan balok kayu kecil ini disebut dengan core yang kemudian direkatkan. Menurut Abdurachman (2005) balok laminasi adalah balok yang diperoleh dari hasil perekatan papan-papan yang disusun sejajar serat menggunakan perekat atau baut.Balok lamina lebih efisien dibandingkan kayu utuh
a
b
c
Gambar 1(a) serat kelapa, (b) serat ijuk dan (c) serat rayung
23
2. Pembebanan Balok Pola pembebanan pada balok bertumpu sederhana sesuai dengan standar JAS 234: 2003seperti ditunjukkan padaGambar 2 sebagai berikut:
dengan: Mmaks =Momemaksimal (kg.cm) P= Beban (kg) A= Jarak beban terhadap tumpuan (cm)
L = Bentang balok (cm)
aa
a L
3. Kadar Air Kollmann dan cote (1968) menyatakan bahwa biasanya kayu akan bertambah kuat apabila terjadi penurunan kadar air.Besarnya kadar air dihitung dengan rumus:
KA
100%……………
Gambar 2.Pola Pembebanan Balok Perhitungan balok bertumpu sederhana untuk kondisi pembebanan seperti pada Gambar 2 dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut: a. Reaksi perletakan.
dengan: KA B1 B2
: Kadar air (%) : Berat potongan balok setelah dimasukan oven (gram) :Berat potongan balok sebelum dimasukan oven (gram)
Σ MB =0
(RA . L) - 1/2P .a - 1/2p . (La)=0…………………………………….. (RA . L) = 1/2P .a +1/2p . (L-a) = 0 .
RA RA
.
4. Kerapatan Kerapatan kayu adalah perbandingan an(1) tara berat kering denganvolume.Kerapatan kayu mempengaruhi kekuatan kayu dalam menahan kuat tarik sejajar serat, belah, geser dan ketahanan kejut. Rumus mencari nilai kerapatan: ………
.
.
.
RA
dengan: : Kerapatan (gr/cm3)
b. Momen Maksimal
Wg : Berat kayu kering oven (gr)
Besarnya momen maksimum yang terjadi akibat pembebanan terpusat berada pada jarak(a)dari tumpuan.
5. Nilai MOE dan MOR
Mmaks = . a……… 24
Vg
: Volume kayu (cm3)
Menurut Gere dan Timoshenko (1996) persamaan yang digunakan untuk menentukan nilai MOR dan MOE(2)tersebut adalah:
…(5) .....(6)
dengan: MOR MOE Pmaks P L a
: Keteguhan K paatah (kg/cm2) : Keteguhan K len ntur (kg/cm2) : Beeban maksim mal (kg) : Beban B (kg) : Bentang B balok k (cm) : Jarak J beban teerhadap tumppuan (cm)
ODOLOGI PENELITIAN P N C. METO Uruutan pelaksan naan penelitiian ditunjuk-kan dalam m bagan alir penelitian p paada Gambar 3 sebagai beerikut:
dan serat rayunng dari sentral industri sapu Desaa Bojong, Kecamatan Mungkid. Pada penggujian kuat lentur balok m (6)k laminasi menggunaakan alat utama yaitu Universal U Teesting Macchine (UTM M). Jenis varriasi balok laminasi seperti dituunjukkan padda Tabel 1 seba: gai Lenndutan (cm) b berikut: I : Mom men inersia :
(cm4)
Tabel 1.Jeenis Variasi Benda Uji.
b : Lebbar balok (cm) h : Tingggi (cm m) Jenisbalok balok lamin nasi s : Jaraak antar bebann (cm)
Kode balok
Jum mlah baalok
Balok laminasi tanpa peerkuatan serat
L.TS 1 B.L B.L L.TS 2 B.L L.TS 3
3
Balok laminasi perkuataan serat ijuk
B.L L.SI 1 B.L L.SI 2 B.L L.SI 3
3
Balok laminasi perkuataan serat sabut kelapa k
L.SK 1 B.L B.L L.SK 2 B.L L.SK 3
3
Balok laminasi perkuataan serat rayungg
L.SR 1 B.L B.L L.SR 2 B.L L.SR 3
Tootal
3 112
Detail bennda uji balokk laminasi seeperti ditunnjukkan padda Gambar 4 sebagai berikut:
Gam mbar 3.Bagan n Alir Penelitian
Bahhan-bahan yang digunnakan alam m penelitiann ini adalah h papan baarecore pro-duksi daari P.T TAT TA LESTAR RI RIMBA-BUANA A, menggunaakan perekaat lem Foxx putih dann serat alami serat kelappa, serat ijukk
Gambaar 4.Balok Laminasi L D. H HASIL PENE ELITIAN 1. Kadar K air Hasil penggujian kadar air sebagaiimana ditunnjukkan padaa Tabel 2 dan Gambar 5 telah mem menuhi standar JAS 234::2003 yang mana nilai kadar air maaksimum balook laminasi adalah a
25
15%. Hasil pengujian kadar air sebagai berikut: Tabel 2.Nilai Kadar Air
2
Berat Balok Kering (B1) (gram) 3
70,000 72,500 71,500 68,500 70,000 68,500 81,000 83,000 85,000 77,500 81,000 78,500 82,000 75,000 79,500
61,000 63,000 62,000 60,500 61,500 60,000 69,000 71,200 73,100 66,500 69,500 67,000 70,100 64,200 67,900
Berat Balok Basah (B2)(gram)
Jenis Variasi 1 B.A 1 B.A 2 B.A 3 B.L.T.S 1 B.L.T.S 2 B.L.T.S 3 B.L.S.I 1 B.L.S.I 2 B.L.S.I 3 B.L.S.R 1 B.L.S.R 2 B.L.S.R 3 B.L.S.K 1 B.L.S.K 2 B.L.S.K 3
16.000
Kadar Air (%)
14.000
13.082
Kadar Air (%)
Kadar Air Ratarata (%)
4
5
12,857 13,103 13,287 11,679 12,143 12,409 14,815 14,217 14,000 14,194 14,198 14,650 14,512 14,400 14,591
13,082
12,077
14,344
14,347
14,501
14.344
14.347
14.501
B.L.S I
B.L.S.R
B.L.S.K
12.077
12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0.000 Balok Asli
B.L.T.S
Variasi Laminasi
Gambar 5.Nilai Kadar AirRata-Rata
26
2. Kerapatan Hasil pengujian kerapatan sebagaimana ditunjukkanpada Tabel 3 sebagai berikut: Tabel 3.Nilai Kerapatan Panjang L (cm) 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
Jenis Variasi 1 B.A 1 B.A 2 B.A 3 B.L.T.S 1 B.L.T.S 2 B.L.T.S 3 B.L.S.I 1 B.L.S.I 2 B.L.S.I 3 B.L.S.R 1 B.L.S.R 2 B.L.S.R 3 B.L.S.K 1 B.L.S.K 2 B.L.S.K 3
Lebar b (cm) 3 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
Tinggi h (cm) 4 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
Volume 3 (cm ) 5=2x3x4 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240
Berat Balok Basah ( gr ) 6 70,000 72,500 71,500 68,500 70,000 68,500 81,000 83,000 85,000 77,500 81,000 78,500 82,000 75,000 79,500
Kerapatan 3 (gr/cm ) 7=6/5 0,292 0,302 0,298 0,285 0,292 0,285 0,338 0,346 0,354 0,323 0,338 0,327 0,342 0,313 0,331
Kerapatan Rata‐rata 3 (gr/cm ) 8 0,297
0,288
0,346
0,329
0,328
3. Pengujian kuat lentur Hasil Pengujian kuat lentur balok laminasi barecore kayu sengon dapat terlihat dalam
grafik hubungan antara beban dan lendutan yang ditunjukkan sebagai berikut:
25 20 15 10 5 0
22.95 21.06 22.32 Balok Asli 1 Balok Asli 2 0.22 1.19 1.85 3.26 4.33 5.24 6.3 7.22 8.18 9.3 10.17 11.05 12.1 14.25
BEBAN (KN)
Balok Asli
Balok Asli 3
LENDUTAN (mm)
Gambar 7. Hubungan antara Beban dan Lendutan Balok Asli (B.A)
27
8 6 4 2 0
4.05
5.98 5.6 BLTS 1 BLTS 2
0 0.4 1.66 2.82 4.29 5.41 6.72 7.93 9.03 10.34 11.61 12.7 13.98 15.06 17.67
BEBAN (KN)
B.L.T.S
BLTS 3
LENDUTAN (mm)
Gambar 8. Hubungan antara Beban dan Lendutan (B.L.T.S)
grafik hubungan antara beban dan lendutan yang ditunjukkan sebagai berikut:
4. Pengujian kuat lentur Hasil Pengujian kuat lentur balok laminasi barecore kayu sengon dapat terlihat dalam
Balok Asli 22.95 21.06 22.32 Balok Asli 1 Balok Asli 2 0.22 1.19 1.85 3.26 4.33 5.24 6.3 7.22 8.18 9.3 10.17 11.05 12.1 14.25
BEBAN (KN)
25 20 15 10 5 0
Balok Asli 3
LENDUTAN (mm)
Gambar 7. Hubungan antara Beban dan Lendutan Balok Asli (B.A)
8 6 4 2 0
4.05
5.98 5.6 BLTS 1 BLTS 2
0 0.4 1.66 2.82 4.29 5.41 6.72 7.93 9.03 10.34 11.61 12.7 13.98 15.06 17.67
BEBAN (KN)
B.L.T.S
BLTS 3
LENDUTAN (mm)
Gambar 8. Hubungan antara Beban dan Lendutan (B.L.T.S)
28
5. Analisis Anova Single Factor a. Anova Single Faktornilai MOE Hasil analisis Anova Single Faktornilai MOE sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 6. Tabel 6.Pengujian Anova Single Faktor untuk Nilai MOE. SUMMARY Groups
Count
Sum
Average
Variance
B.A
3
774525,9
258175,2857
651746614,6
B.L.T.S
3
244276,2
81425,39544
19225814,07
B.L.S.I
3
149247,4
49749,1215
87332100,2
B.L.S.R
3
114836,4
38278,80473
487381318,2
B.L.S.K
3
206513,4
68837,78621
248563088,5
ANOVA Source of Variation Between Groups
SS
df
MS
F 81,98352831
9,8E+10
4
24500759982
Within Groups
2,99E+09
10
298849787,1
Total
1,01E+11
14
P-value 1,33E-07
F crit 3,47805
Dengan: Ha :Pemberian serat alami berpengaruh terhadap kuat lentur. Ho : Pemberian serat alami tidak berpengaruh terhadap kuat lentur.
Dari Tabel 6 nilai F= 81,98352831 lebih besar dari nilai Fcrit= 3,47805 maka Ha diterima dan Ho ditolak. Kesimpulannya adalah: Penambahan serat alamiberpengaruh terhadap nilai kuat lentur balok laminasi. b. Anova Single Faktornilai MOR Hasil analisis Anova Single Faktornilai MOR sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 7.
29
Tabel 7.Pengujian Anova Single Faktor untuk Nilai MOR. SUMMARY Groups
Count
Sum
Average
Variance
B.A
3
1813,711
604,5703
692,4271
B.L.T.S
3
431,7578
143,9193
834,5861
B.L.S.I
3
327,3047
109,1016
140,863
B.L.S.R
3
241,4453
80,48177
480,4845
B.L.S.K
3
386,0938
128,6979
86,83065
ANOVA Source of Variation
SS
MS
Between Groups
580684,9
4
145171,2
Within Groups
4470,383
10
447,0383
Total
585155,3
14
pada balok laminasi tidak memenuhi standar JAS 234:2003 karena semua jenis balok laminasi memiliki nilai MOR di bawah 300 kg/cm2. Dengan:
Ha : Pemberian serat alami berpengaruh terhadap kuat lentur. Ho : Pemberian serat alami tidak berpengaruh terhadap kuat lentur. Dari Tabel 7 nilai F = 324,74 lebih besar dari nilai Fcrit= 3,47805 maka Ha diterima dan Ho ditolak. Kesimpulannya adalah: Penambahan serat alami berpengaruh terhadap nilai kuat lentur balok laminasi. E. KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat diberikan kesimpulan sebagai berikut: 30
df
F 324,74
P-value
F crit
1,55E-10
3,47805
1. Penambahan serat alami berpengaruh terhadap penurunan kuat lentur balok laminasi, semakin banyak jumlah serat yang diberikan maka semakin memperlemah kuat lentur balok laminasi. 2. Balok laminasi tanpa penambahan serat alami memiliki kuat lentur paling besar apabila dibandingkan dengan balok laminasi dengan penambahan serat alami. 3. Nilai MOE hasil pengujian pada balok laminasi tanpa penambahan serat alami telah memenuhi standar JAS 234:2003 yaitu 81.425,395 kg/cm2 ≥ 75.000 kg/cm2, sedangkan balok laminasi dengan penambahan serat alami tidak memenuhi standar. 4. Nilai MOR hasil pengujian Jurnal Penelitian HasilHutan 23 : 87-100, Surakarta.
DAFTAR PUSTAKA Abdurachman, N., H., 2005,Kekuatan dan Kekakuan Balok LaminasiDari Dua Jenis Kayu Kurang Dikenal, Anonim, 1961, Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia NI-5, Jakarta.FakultasKehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Gere dan Timoshenko, 2000, Mekanika Bahan Jilid 1 Edisi Keempat, Erlangga,Jakarta. Herawati, E., 2008,Krakteristik Glulam dari Kayu Berdiameter Kecil.[tesis]. Bogor : Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor Junaidy, D.,H., Nugroho, M.,B.,T., 2002, Kayu Komposit Antara Kayu Meranti dan Kayu Kruing terhadap Kuat Tekan dan Kuat Lentur, Penelitian Skripsi, Surakarta.
Internasional/Jurnal Titra,Vol. 2, No. 1, pp. 29-34, Mojokerto. Sari, Y., 2011,Karakteristik Glulam dari Dua Jenis Kayu Rakyat : Pinus dan Jabon,Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Sitompul, N., A.,2009,Sifat Sisis Mekanis Balok Laminasi dari Batang Kelapa (Cocos Nucifera L.) dan Kayu Kemiri (Aleurites Moluccana Wild,) Universitas Sumatera Utara, Medan. Sunarso, 1980, Pemanfaatan Limbah Kayu, Penelitian Skripsi Universitas Tanjung Pura, Pontianak. Timoshenko dan Gere, 1996, Mekanika Bahan Jilid 1 Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta.
Kollman, F., dan Cote, Jr., 1968, Principles of Woods Science andTechnology I, Solid Wood, Springer-Verlag, New York. Lokantara, P., dan Suardana, N., P., G., 2009,Studi Perlakuan Serat Serta Penyerapan Air terhadap Kekuatan Tarik Komposit Tapis Kelapa/Poliester, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CakraM Vol.3 No.1, April 2009 (49-56), Badung. Munandar, I., 2012,Sifat Mekanik Dan Sifat Fisis Pada Serat Ijuk (Arenga Pinnata Merr), Universitas Lampung, Bandar Lampung. Pandit, I., K., N., dan Kurniawan, D., 2008,Struktur Kayu, Sifat Kayu sebagaiBahan Baku dan Ciri Diagnostik Kayu Perdagangan Indonesia Raymond, et., al., 2014,Peningkatan Rendemen Barecore di PT. Anugerah Tristar
31
32
