SIFAT FISIK DAN MEKANIK PAPAN LAMINASI SILANG KAYU MINDI (Melia azedarach Linn) MENGGUNAKAN PEREKAT ISOSIANAT
SYAHRUL RACHMAD
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sifat Fisik dan Mekanik Papan Laminasi Silang Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) Menggunakan Perekat Isosianat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2013 Syahrul Rachmad NIM E24090028
ABSTRAK SYAHRUL RACHMAD. Sifat Fisik dan Mekanik Papan Laminasi Silang Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) Menggunakan Perekat Isosianat. Dibimbing oleh SUCAHYO SADIYO. Papan laminasi silang adalah panel berlapis dengan setiap lapisan papan ditempatkan secara bersilang pada lapisan yang berdekatan untuk meningkatkan kekakuan dan stabilitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengukur besarnya pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap sifat fisik dan mekanik papan laminasi silang kayu mindi (Melia azedarach Linn) dengan menggunakan perekat isosianat sebagai alat sambung. Nilai rata-rata dari kerapatan, kadar air, pengembangan volume, susut volume, delaminasi air dingin, dan delaminasi air panas dari papan laminasi silang ini masing-masing sebesar 0.34 g/cm3, 15.44%, 5.00%, 4.29%, 9.29%, 31.98%. Nilai rata-rata dari MOE, MOR, keteguhan tekan, dan keteguhan geser rekat masing-masing sebesar 34405 kg/cm2, 217 kg/cm2, 133 kg/cm2, 24.14 kg/cm2. Kata kunci: papan laminasi silang, kayu mindi, kombinasi ketebalan, orientasi sudut lamina
ABSTRACT SYAHRUL RACHMAD. Physical and Mechanical Properties of Cross Laminated Timber Mindi Wood Using Isocyanate Adhesive. Supervised by SUCAHYO SADIYO. Cross Laminated Timber is a multi-layer wooden panel made from lumber. Each layer of boards is placed cross-wise to the adjacent layers for increased rigidity and stability. The objectives of this research was to determine the effect of lamination board thickness combination and angle orientation on physical and mechanical properties of Cross Laminated Timber made from mindi wood (Melia azedarach Linn) using isocyanate adhesive. The average of density, moisture content, volumetric swelling, volumetric shrinkage, delamination of cold water, and delamination of hot water were 0.34 g/cm3, 15.44%, 5.00%, 4.29%, 9.29%, 31.98%, respectively. The average of MOE, MOR, compression strength, and shear strength were 34405 kg/cm2, 217 kg/cm2, 133 kg/cm2, 24.14 kg/cm2, respectively. Keywords: cross laminated timber, mindi wood, thickness combination, angle orientation
SIFAT FISIK DAN MEKANIK PAPAN LAMINASI SILANG KAYU MINDI (Melia azedarach Linn) MENGGUNAKAN PEREKAT ISOSIANAT
SYAHRUL RACHMAD
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Sifat Fisik dan Mekanik Papan Laminasi Silang Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) Menggunakan Perekat Isosianat Nama : Syahrul Rachmad NIM : E24090028
Disetujui oleh
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS Dosen Pembimbing
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Wayan Darmawan, MSc Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2012 ini ialah papan laminasi silang, dengan judul Sifat Fisik dan Mekanik Papan Laminasi Silang Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) Menggunakan Perekat Isosianat. Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Selain itu, karya ilmiah ini menjelaskan tentang pengaruh perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina terhadap sifat fisik dan mekanik papan laminasi silang. Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dan keterbatasan dalam penulisan karya ilmiah ini. Semoga hasil karya ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya.
Bogor, Juli 2013 Syahrul Rachmad
UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Shalawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Penulis menyadari skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik karena bantuan dan dorongan dari berbagai pihak.
1.
2.
3. 4. 5. 6. 7.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: Kedua Orang Tua, Bapak Bachtaruddin dan Ibu Hamidah AR yang selalu memotivasi dan mendukung secara moril maupun materil serta limpahan kasih sayang dan doa yang tak pernah putus kepada penulis. Bapak Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan, dan memberikan ilmu serta wawasan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. Bapak Suhada yang telah membantu pengerjaan dalam membuat hasil produk untuk penelitian yang siap diuji. Andi Gunawan, Ega Putra Prayoga, Aditya Yumansyah, dan Ari Kurniawan yang telah membantu dalam proses penelitian. Teman-teman THH 46 yang setia memberikan semangat dan doanya. Seluruh dosen, laboran, dan staff Fakultas Kehutanan IPB. Semua pihak yang telah membantu proses persiapan dan penyusunan skripsi ini.
Demikian ucapan terima kasih yang dapat disampaikan ke beberapa pihak terkait yang telah membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
DAFTAR ISI DAFTAR ISI ........................................................................................................... x DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR............................................................................................. xii PENDAHULUAN ................................................................................................... 1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ................................................................................................. 1 Manfaat Penelitian ............................................................................................... 2 METODE ................................................................................................................ 2 Waktu dan Tempat ............................................................................................... 2 Alat....................................................................................................................... 2 Bahan ................................................................................................................... 2 Prosedur Penelitian .............................................................................................. 3 Pembuatan dan Pengeringan Papan Lamina .................................................... 3 Pemilahan Lamina ............................................................................................ 3 Penyusunan Lamina ......................................................................................... 3 Penyambungan Lamina .................................................................................... 3 Prosedur Pengujian .............................................................................................. 3 Sifat Fisik ......................................................................................................... 5 Sifat Mekanik ................................................................................................... 6 Analisis Data ........................................................................................................ 7 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 8 Hasil ..................................................................................................................... 8 Sifat Fisik ......................................................................................................... 8 Analisis Keragaman ......................................................................................... 9 Sifat Mekanik ................................................................................................... 9 Analisis Keragaman ....................................................................................... 10 Pembahasan ....................................................................................................... 10 Kadar Air ........................................................................................................ 10 Kerapatan ....................................................................................................... 11 Susut Volume ................................................................................................. 11
Pengembangan Volume ................................................................................. 12 Delaminasi Air Dingin ................................................................................... 13 Delaminasi Air Panas..................................................................................... 13 Modulus of Elasticity (MOE)......................................................................... 14 Modulus of Rupture (MOR)........................................................................... 15 Keteguhan Tekan Maksimum Sejajar Serat................................................... 15 Keteguhan Geser Rekat ................................................................................. 16 SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................. 17 Simpulan ............................................................................................................ 17 Saran .................................................................................................................. 17 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 18 LAMPIRAN .......................................................................................................... 19 RIWAYAT HIDUP ............................................................................................... 20
DAFTAR TABEL 1 Hasil pengukuran sifat fisik papan laminasi silang kayu mindi.......... 2 Analisis keragaman sifat fisik papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.................................. 3 Hasil pengukuran sifat mekanik papan laminasi silang kayu mindi... 4 Analisis keragaman sifat mekanik papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina..................................
8 9 9 10
DAFTAR GAMBAR 1 Bentuk papan laminasi silang berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina (0°, 30°, 45°, 60°, dan 90°)............................................. 2 Pola pemotongan contoh uji................................................................. 3 Pengujian keteguhan tekan maksimum sejajar serat............................ 4 Pengujian keteguhan geser rekat.......................................................... 5 Kadar air papan laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal lamina 6 Kerapatan papan laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal lamina................................................................................................... 7 Susut volume papan laminasi silang berdasarkan orientasi sudut lamina................................................................................................... 8 Pengembangan volume papan laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal lamina......................................................................... 9 Delaminasi air dingin papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.................................................... 10 Delaminasi air panas papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.................................................... 11 MOE papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina........................................................................... 12 MOR papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina........................................................................... 13 Keteguhan tekan maksimum sejajar serat papan laminasi silang berdasarkan orientasi sudut lamina...................................................... 14 Keteguhan geser rekat papan laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal lamina..........................................................................................
4 4 7 7 10 11 12 12 13 14 14 15 16 16
LAMPIRAN 1 Contoh uji sifat fisik papan laminasi silang (A) kadar air, kerapatan, susut volume dan (B) delaminasi......................................................... 2 Contoh uji sifat mekanik papan laminasi silang (A) lentur statis (MOE dan MOR) dan (B) keteguhan tekan maksimum sejajar serat......................................................................................................
19
19
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Kayu merupakan salah satu bahan bangunan dan bahan baku industri yang saat ini cenderung semakin meningkat permintaannya karena kelebihan kayu dari bahan bangunan dan bahan baku industri lainnya. Permintaan kayu yang semakin meningkat tersebut tidak diimbangi oleh pasokan kayu yang berasal dari hutan alam dan hutan tanaman. Hal tersebut terjadi karena adanya eksploitasi berlebihan, konversi lahan, bencana alam, dan besarnya limbah dari penebangan. Kayu yang berasal dari hutan rakyat saat ini umumnya merupakan jenis kayu cepat tumbuh dan umur masa tebang yang bervariasi bergantung dari kebutuhan masyarakat pemilik hutan rakyat sehingga kayu sebagai bahan alamiah berupa log belum merupakan produk yang efisien sebagai komponen struktural. Selain itu, kayu yang berasal dari hutan rakyat biasanya memiliki kualitas yang rendah sehingga penggunaan yang tidak sesuai akan berdampak pada pemborosan bahan baku dan dapat merugikan konsumen yang memakai produk dari kayu tersebut. Kayu mindi merupakan salah satu kayu yang berasal dari hutan rakyat. Selain itu, kayu mindi memiliki berat jenis sebesar 0.53 sehingga kayu mindi termasuk kayu kelas kuat III (0.42 sampai 0.65). Oleh karena itu, kayu mindi sangat berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku industri untuk tujuan tertentu, seperti bahan struktural. Penggunaan kayu-kayu yang berkualitas kekuatan rendah dari hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi. Salah satunya adalah teknologi pembuatan papan laminasi silang atau biasa disebut CLT (Cross Laminated Timber). CLT merupakan produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya dan kemudian direkatkan (Associates 2010). Modifikasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah membuat susunan lamina dengan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina dengan menggunakan sambungan perekat. Kombinasi orientasi sudut lamina didasarkan pada sifat kayu yang bersifat anisotropik, yaitu memiliki perbedaan sifat-sifat pada bidang orientasi seratnya, sedangkan teknik kombinasi ketebalan lamina diharapkan dapat mengefisienkan dari penggunaan kayu.
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah mengukur besarnya pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap sifat fisik dan mekanik papan laminasi silang kayu mindi (Melia azedarach Linn) dengan menggunakan perekat isosianat.
2 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bahwa kayu mindi (Melia azedarach Linn) yang merupakan kayu rakyat, memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai bahan struktural dalam bentuk produk papan laminasi silang atau biasa disebut Cross Laminated Timber (CLT). Produk ini terutama dapat digunakan untuk mendukung pengadaan bahan baku secara nasional sebagai komponen komposit untuk lantai, dinding, dan atap bangunan.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2012 sampai Januari 2013 di laboratorium fisik yang terdapat pada bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, dan Biokomposit, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Alat Peralatan utama penelitian ini adalah Universal Testing Machine (UTM) merk Instron series IX version 8.27.00 dengan kapasitas 5 ton yang digunakan untuk pengujian sifat mekanis (lentur, geser rekat, dan tekan). Selain itu, peralatan untuk pengujian sifat fisis, seperti kerapatan, kadar air, dan kembang susut volume, meliputi kaliper, timbangan digital, oven, dan desikator. Peralatan yang digunakan untuk pengujian delaminasi adalah water bath, wadah plastik (baskom), dan penggaris. Peralatan pendukung penelitian yang juga digunakan, meliputi alat-alat pengukur kadar air, pengeringan, penyerutan, dan pemotongan sudut lamina, seperti moisture meter, kipas angin, double planner, dan circular saw. Pembuatan papan laminasi silang dilakukan dengan pengaplikasian perekat menggunakan potongan sandal jepit dan dikempa menggunakan kempa dingin (cold press).
Bahan Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah kayu mindi dalam bentuk papan atau lamina dan perekat isosianat. Kayu mindi diperoleh dari tempat penggergajian kayu yang berlokasi di Kecamatan Sindangkerta, Kabupaten Bandung Barat, Provinsi Jawa Barat. Perekat yang digunakan merupakan jenis perekat campuran dengan merek dagang Polymare Isosyanate (PI) Bond. Perekat ini diproduksi oleh PolyOshika Co Ltd di Jepang dan didistribusikan oleh PT Polychemi Asia Pasifik Indonesia. Perekat tersebut termasuk ke dalam jenis perekat water based polymer isosyanate (WBPI) tipe PI 127T (base resin) dan H3M (hardener). Pada proses perekatannya, takaran perbandingan yang dipakai untuk base resin dan hardenernya adalah 125:15.
3 Prosedur Penelitian Pembuatan dan Pengeringan Papan Lamina Papan kontrol dan papan-papan lamina tersebut dikeringkan secara alami selama ±30 hari sampai mencapai kadar air kering udara, yaitu sekitar 12% sampai dengan 15%. Papan-papan tersebut digergaji dan diserut dengan ketebalan yang diinginkan, yaitu tebal 1.00, 1.67, 2.00, 3.00, 5.00 cm; lebar 15 cm; panjang 120 cm. Pemilahan Lamina Pemilahan lamina dilakukan dengan menggunakan metode pemeriksaan secara visual dan berdasarkan nilai modulus of elasticity (MOE) yang dilakukan dengan cara pengujian sistem non destructive test. Pengujian tersebut dilakukan berdasarkan metode pemilahan elastisitas kayu konvensional menggunakan deflektometer. Penyusunan Lamina Prinsip penyusunannya adalah dengan menempatkan lamina yang memiliki nilai MOE tinggi di bagian luar (face dan back) dan lamina yang memiliki nilai MOE rendah di bagian tengah (core). Papan lamiansi silang terdiri dari 3 lapisan lamina dengan 3 kombinasi ketebalan, yaitu tipe papan pamiansi silang A1 (1-3-1 cm), A2 (2-1-2 cm), dan A3 (1.67-1.67-1.67 cm). Bagian tengah (core) papan laminasi silang disusun dengan 5 pola orientasi sudut, yaitu B1 = 0˚, B2 = 30˚, B3 = 45˚, B4 = 60˚, dan B5 = 90˚. Penyambungan Lamina Metode penyambungan lamina-lamina dilakukan dengan menggunakan perekat isosianat yang dilaburkan pada dua permukaan (double spread) dengan berat labur 280 g/m2. Perekat dilaburkan dengan menggunakan potonganpotongan sandal karet sesuai kebutuhan perekat setiap lamina. Proses pengempaan dilakukan dengan menggunakan mesin kempa dingin (cold press) berkisar 10 kg/cm2 selama +12 jam. Papan laminasi silang dikeluarkan dari mesin kempa dan dikondisikan selama ±1 minggu dengan kelembaban relatif berkisar 60% sampai dengan 70% dan suhu ruangan berkisar 25 0C sampai dengan 32 0C. Pembuatan contoh uji dilakukan setelah papan laminasi silang disimpan dalam ruangan (conditioning) selama +1 minggu.
Prosedur Pengujian Pengujian sifat fisik, meliputi kerapatan, kadar air, dan kembang susut serta sifat mekanik, meliputi MOE, MOR, keteguhan tekan, dan keteguhan geser rekat yang mengacu pada standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber yang dimodifikasi. Selain itu, pengujian delaminasi sesuai standar Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber Notifcation No. 234 tahun 2003 (JPIC 2003).
4
Sumber : Anggraini (2012).
Gambar 1 Bentuk papan laminasi silang berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina (0°, 30°, 45°, 60°, dan 90°)
Gambar 2 Pola pemotongan contoh uji
5 Keterangan: 1. Contoh uji MOE dan MOR (5 x 15 x 76) cm 2. Contoh uji Keteguhan Tekan Maksimum Sejajar Serat (5 x 2.5 x 10) cm 3. Contoh Uji Delaminasi : a. Contoh uji Delaminasi (Perendaman air dingin) (5 x 7.5 x 7.5) cm b. Contoh uji Delaminasi (Perendaman air panas) (5 x 7.5 x 7.5) cm 4. Contoh uji Keteguhan Geser Rekat (5 x 5 x 5) cm 5. Contoh uji Kerapatan, Kadar Air, dan Susut Volume (5 x 5 x 5) cm 6. Contoh uji Pengembangan Volume (5 x 5 x 5) Sifat Fisik Kerapatan Kerapatan dihitung dengan cara membagi berat dan volume contoh uji kering udara berukuran (5 x 5 x 5) cm. Volume dihitung dengan mengalikan dimensi panjang, lebar, dan tebal contoh uji yang diukur dengan menggunakan kaliper. Nilai kerapatan dihitung dengan rumus: Kerapatan (ρ) =
BKU VKU
Kadar Air Contoh uji berukuran (5 x 5 x 5) cm ditimbang berat awalnya (BKU) lalu dioven tanur pada suhu (103 + 2) oC selama +24 jam sampai beratnya konstan (BKT). Setelah itu ditimbang menggunakan timbangan digital. Nilai kadar air dihitung dengan rumus: BKU - BKT Kadar air (%) = x 100 BKT Susut Volume Contoh uji pada kondisi kering udara berukuran (5 x 5 x 5) cm diukur dimensi awalnya (DA) lalu dioven tanur pada suhu (103 ± 2) oC sampai beratnya konstan, kemudian diukur kembali dimensinya (DB). Nilai susut volume dihitung dengan rumus: DA - DB Susut volume (%) = x 100 DA Pengembangan Volume Contoh uji berukuran (5 x 5 x 5) cm diukur dimensi awalnya (DA) lalu direndam dalam air selama ±1 minggu, kemudian diukur kembali dimensinya (DB). Nilai pengembangan volume dihitung dengan rumus: DB - DA Pengembangan volume (%) = x 100 DA Delaminasi Contoh uji berukuran (5 x 7.5 x 7.5) cm dilakukan perendaman dengan dua cara, yaitu perendaman dalam air dingin dan air panas. Perendaman dalam air dingin dilakukan dengan merendam contoh uji dalam air pada suhu ruangan
6 selama 6 jam, kemudian contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (40 ± 3) oC selama 18 jam. Perendaman dalam air panas dilakukan dengan merebus contoh uji dalam air mendidih (±100 oC) selama 4 jam, kemudian dilanjutkan dengan merendamnya dalam air pada suhu ruangan selama 1 jam. Setelah itu, contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (70 ± 3) oC selama 18 jam, kemudian dilakukan pengukuran persentase lepasnya bagian garis rekat antar lamina (rasio delaminasi) dengan rumus: Panjang garis rekat yang terbuka (cm) Rasio delaminasi (%) = x 100 Panjang garis rekat yang direkat (cm) Sifat Mekanik Modulus of Elasticity Contoh uji berukuran (5 x 15 x 76) cm diuji dengan menggunakan UTM (Universal Testing Machine) merk Instron tipe 3369 Series IX Version 8.27.00 kapasitas 5 ton dengan beban terpusat berada di tengah bentang papan, dengan panjang bentang 70 cm. Nilai Modulus of Elasticity dihitung dengan rumus: PL3 MOE = 4Ybh 3 Dimana: MOE : Modulus of elasticity (kg/cm2) ∆P : Besar perubahan beban sebelum batas proporsi (kg) L : Jarak sangga (cm) ∆Y : Besar perubahan defleksi akibat perubahan beban ∆P (cm) : Lebar contoh uji (cm) b h : Tebal contoh uji (cm) Modulus of Rupture Contoh uji berukuran (5 x 15 x 76) cm diuji dengan menggunakan UTM (Universal Testing Machine) merk Instron tipe 3369 Series IX Version 8.27.00 kapasitas 5 ton dengan beban terpusat berada di tengah bentang papan, dengan panjang bentang 70 cm. Pengujian dilakukan sampai contoh uji mengalami kerusakan. Nilai Modulus of Rupture dihitung dengan rumus: 3PL MOR = 2bh 2 Dimana: MOR : Modulus of rupture (kg/cm2) P : Beban maksimum (kgf) L : Jarak sangga (cm) : Lebar contoh uji (cm) b : Tebal contoh uji (cm) h Keteguhan Tekan Contoh uji berukuran (5 x 2.5 x 10) cm diberikan beban pada arah sejajar serat pada kedudukan contoh uji vertikal, pemberian beban secara perlahan-lahan sampai contoh uji mengalami kerusakan. Beban tersebut merupakan beban maksimum yang dapat diterima oleh contoh uji. Nilai keteguhan tekan dihitung dengan rumus:
7 Keteguhan tekan maksimum sejajar serat (kg/cm2) =
Beban maksimum (kg) Luas penampang (cm 2 )
Gambar 3 Pengujian keteguhan tekan maksimum sejajar serat Keteguhan Geser Rekat Pengujian keteguhan geser rekat dilakukan dengan cara memberikan pembebanan yang diletakkan pada arah sejajar serat dengan meletakkan contoh uji secara vertikal. Nilai beban maksimum dibaca saat contoh uji mengalami kerusakan. Nilai keteguhan geser rekat dihitung dengan rumus: Beban maksimum (kg) Keteguhan geser rekat (kg/cm2) = Luas permukaan yang direkat (cm 2 )
Gambar 4 Pengujian keteguhan geser rekat Analisis Data Proses pengolahan data penelitian ini dilakukan dengan microsoft excel 2010 dan SAS 9.1.3, yaitu didasarkan pada percobaan faktorial dalam rancangan acak lengkap (RAL) dengan 2 faktor perlakuan, yaitu faktor A adalah kombinasi ketebalan (A1 = 1-3-1 cm, A2 = 2-1-2 cm, A3 = 1.67-1.67-1.67 cm) dan faktor B adalah orientasi sudut lamina tengah (B1 = 0o, B2 = 30o, B3 = 45o, B4 = 60o, B5 = 90o) dengan ulangan sebanyak 3 kali. Model rancangan statistiknya sebagai berikut: Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk
8 Dimana: Yijk = Nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang disebabkan oleh taraf ke-i faktor A dan taraf ke-j faktor B µ = Nilai rata-rata sebenarnya Ai = Nilai pengaruh kombinasi ketebalan lamina pada taraf ke-i Bj = Nilai pengaruh orientasi sudut lamina pada taraf ke-j (AB)ij = Nilai pengaruh interaksi antara faktor A (kombinasi ketebalan lamina) pada taraf ke-i (1-3-1cm), (2-1-2 cm), dan (1.67-1.671.67 cm) dan faktor B (orientasi sudut lamina) pada taraf ke-j (0˚, 30o, 45o, 60o, dan 90o) εijk = Nilai galat atau kesalahan percobaan Apabila pengaruh faktor utama dan interaksi antar faktor utama nyata pada tingkat kepercayaan 95%, pengolahan dan analisis data dilanjutkan dengan menggunakan uji Duncan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Hasil rata-rata nilai kerapatan (KR), kadar air (KA), susut volume (SV), pengembangan volume (PV), delaminasi air dingin (DAD), dan delaminasi air panas (DAP) papan laminasi silang masing-masing adalah 0.34 g/cm3, 15.44%, 4.29%, 5.00%, 9.29%, dan 31.98%. Nilai rataan selengkapnya disajikan pada Tabel 1 dan 2.
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tabel 1 Hasil pengukuran sifat fisik papan laminasi silang kayu mindi DAD DAP KR KA SV PV Contoh Uji (g/cm3) (%) (%) (%) (%) (%) Kontrol 0.32 18.73 6.23 5.27 A1B1 0.33 14.49 4.93 7.23 8.13 27.55 A1B2 0.34 14.20 5.72 5.42 10.52 4.30 A1B3 0.33 14.40 3.98 5.82 7.29 37.47 A1B4 0.33 14.49 3.25 5.59 3.99 27.54 A1B5 0.35 15.58 3.85 4.77 8.69 43.24 A2B1 0.37 15.41 5.71 5.10 10.61 62.23 A2B2 0.37 16.29 4.67 4.61 3.15 27.77 A2B3 0.33 15.83 3.19 4.41 10.12 36.79 A2B4 0.37 15.99 3.84 3.68 0.49 28.90 A2B5 0.34 15.80 3.50 3.91 4.11 37.27 A3B1 0.33 15.62 5.94 4.03 39.82 47.30 A3B2 0.34 16.05 5.51 5.07 3.57 12.52 A3B3 0.37 16.19 3.60 4.34 4.48 2.75 A3B4 0.34 15.45 2.71 4.85 5.60 69.58 A3B5 0.34 15.82 3.97 6.24 18.72 14.44 Rata-rata 0.34 15.44 4.29 5.00 9.29 31.98 Standar 0.02 0.70 1.05 0.95 9.53 19.17 Deviasi
9 Keterangan: A1: kombinasi ketebalan lamina (1-3-1) cm, A2: kombinasi ketebalan lamina (2-1-2) cm, A3: kombinasi ketebalan lamina (1.67-1.67-1.67) cm, B1: orientasi sudut 0o, B2: orientasi sudut 30o, B3: orientasi sudut 45o, B4: orientasi sudut 60o, B5: orientasi sudut 90o
Tabel 2 Analisis keragaman sifat fisik papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Sumber A B AB Keragaman Kadar Air 0.0001* 0.1852tn 0.3532tn tn Kerapatan 0.0832* 0.9439 0.1857tn Susut Volume 0.8414tn 0.0001* 0.4081tn Pengembangan 0.0049* 0.6760tn 0.0781tn Volume Delaminasi Air 0.0148* 0.0019* 0.0066* Dingin Delaminasi Air 0.1535tn 0.0017* 0.0013* Panas Keterangan: tn: tidak berbeda nyata pada selang kepercayaan 95%, *: berbeda nyata pada selang kepercayaan 95%, A: kombinasi ketebalan lamina, B: orientasi sudut lamina, AB: interaksi A dan B
Hasil rata-rata nilai MOE, MOR, keteguhan tekan maksimum sejajar serat (KTMSS), dan keteguhan geser rekat (KGR) papan laminasi silang masingmasing adalah 34405 kg/cm2, 217 kg/cm2, 133 kg/cm2, dan 24.14 kg/cm2. Nilai rataan selengkapnya disajikan pada Tabel 3 dan 4.
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tabel 3 Hasil pengukuran sifat mekanik papan laminasi silang kayu mindi MOE MOR KTMSS KGR Contoh Uji (kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2) Kontrol 42063 258 62 48.87 A1B1 43351 311 177 27.44 A1B2 37032 256 125 40.81 A1B3 34762 264 112 28.94 A1B4 34175 238 98 41.50 A1B5 34407 222 92 38.96 A2B1 26957 181 119 26.47 A2B2 40952 244 131 11.33 A2B3 27334 138 148 25.71 A2B4 38581 189 117 11.85 A2B5 17577 133 159 8.38 A3B1 32118 163 194 12.69 A3B2 41372 272 142 35.93 A3B3 42033 318 155 25.92 A3B4 30817 124 114 11.31 A3B5 34611 197 119 14.90 Rata-rata 34405 217 133 24.14 Standar 6871 62 29 11.73 Deviasi
10 Tabel 4 Analisis keragaman sifat mekanik papan laminasi silang kayu mindi berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Sumber A B AB Keragaman 0.0003* 0.0002* 0.0001* MOE 0.0001* 0.0001* 0.0001* MOR Keteguhan Tekan 0.1726tn 0.0296* 0.1276tn Maksimum Sejajar Serat Keteguhan Geser Rekat 0.0001* 0.3573tn 0.0306tn Pembahasan Kadar Air Kadar air rata-rata papan laminasi silang lebih kecil daripada kadar air kayu kontrol (Tabel 1). Kadar air papan laminasi silang dan kontrol sesuai dengan kisaran besarnya nilai kadar air kering udara untuk iklim Indonesia, yaitu sebesar 12% sampai dengan 20% (Praptoyo 2010). Analisis keragaman menunjukkan bahwa kombinasi ketebalan lamina memberikan pengaruh nyata terhadap kadar air papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 2). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kadar air kombinasi ketebalan lamina A1 (14.63%) memiliki nilai kadar air paling rendah dan berbeda nyata dengan kadar air kombinasi ketebalan lamina A2 dan A3. Pengeringan alami yang dilakukan selama +1 bulan seharusnya dapat menyeragamkan kadar air lamina atau relatif homogen. Perbedaan kadar air berdasarkan kombinasi ketebalan lamina diduga karena pengaruh letak lamina pada batang pohon sehingga lamina-lamina tersebut sebelum disambung masih memiliki kadar air yang beragam, namun perbedaan kadar air untuk laminasi tidak diijinkan melebihi 5% untuk meminimalkan tegangan internal (Breyer 2003) sehingga kayu mindi yang digunakan telah memenuhi syarat teknis laminasi. Selain itu, perbedaan kadar air dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya jenis kayu, tempat tumbuh, dan umur pohon (Haygreen dan Bowyer 1993). Gambar 1 menunjukkan bahwa kadar air rata-rata papan laminasi silang (CLT) menggunakan perekat (15.44%) lebih rendah daripada kadar air rata-rata CLT kayu mindi menggunakan paku sebesar 18.74% (Perdana 2012).
Kadar Air (%)
25.00 18.73
20.00 15.00
14.63
15.87
15.83
CLT paku (18.74%) CLT perekat (15.44%)
10.00 5.00 0.00 A1
A2 A3 Kombinasi Tebal Lamina
Kontrol
Gambar 5 Kadar air papan laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal lamina
11 Kerapatan Kerapatan rata-rata papan laminasi silang lebih besar daripada kerapatan kayu kontrol (Tabel 1). Analisis keragaman menunjukkan bahwa kombinasi ketebalan lamina memberikan pengaruh nyata terhadap kerapatan papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 2). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kerapatan kombinasi ketebalan lamina A2 (0.36 g/cm3) memiliki kerapatan paling tinggi dan berbeda nyata dengan kerapatan kombinasi ketebalan lamina A1 yang memiliki kerapatan paling rendah (0.33 g/cm3). Hasil penelitian ini berbeda dengan Apriliana (2012) yang menjelaskan bahwa kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina tidak mempengaruhi kerapatan papan laminasi silang. Menurut Haygreen dan Bowyer (1986), perbedaan kerapatan dipengaruhi oleh kondisi tempat tumbuh, letak kayu dalam batang, dan sumber-sumber genetik sehingga kombinasi ketebalan lamina memberikan pengaruh nyata terhadap kerapatan. Kerapatan papan laminasi silang dan kayu kontrol termasuk kelas kuat IV (0.3-0.4) g/cm3 (PKKI 1961) sehingga kerapatan tidak mempengaruhi sifat mekanis papan laminasi silang karena masih dalam satu kelas. 0.40
Kerapatan (g/cm3)
0.35
0.33
0.36
CLT paku (0.52 g/cm3)
0.34 0.32
0.30
CLT perekat (0.34 g/cm3)
0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 A1
A2 A3 Kombinasi Tebal Lamina
Kontrol
Gambar 6 Kerapatan papan laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal lamina Susut Volume Susut volume rata-rata papan laminasi silang lebih kecil daripada susut volume kayu kontrol (Tabel 1). Analisis keragaman menunjukkan bahwa orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap susut volume papan laminasi silang pada selang kerpercayaan 95% (Tabel 2). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa susut volume dengan orientasi sudut 00 dan 300 (5.53% dan 5.30%) memiliki susut volume tinggi dan berbeda nyata dengan susut volume orientasi sudut lainnya. Hal tersebut sesuai dengan penelitian Anggraini (2012) yang menyatakan bahwa panel CLT dari kayu Jabon yang dihasilkan memberikan dimensi yang lebih stabil pada orientasi sudut 90°. Gambar 3 menunjukkan bahwa adanya kecenderungan penurunan susut volume dengan meningkatnya orientasi sudut lamina dan susut volume rata-rata CLT menggunakan perekat lebih rendah daripada susut volume rata-rata CLT kayu mindi menggunakan paku.
12 7.00
Susut Volume (%)
6.00
6.23 5.53
CLT paku (6.05%)
5.30
5.00 3.59
4.00
CLT perekat (4.29%)
3.77 3.27
3.00 2.00 1.00 0.00 0
30
45 60 Orientasi Sudut Lamina
90
Kontrol
Gambar 7 Susut volume papan laminasi silang berdasarkan orientasi sudut lamina
Pengembangan Volume (%)
Pengembangan Volume Pengembangan volume rata-rata papan laminasi silang lebih kecil daripada pengembangan volume kayu kontrol (Tabel 1). Analisis keragaman menunjukkan bahwa kombinasi ketebalan lamina memberikan pengaruh nyata terhadap pengembangan volume papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 2). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa pengembangan volume kombinasi ketebalan lamina A1 (5.77%) memiliki pengembangan volume paling tinggi dan berbeda nyata dengan pengembangan volume kombinasi ketebalan lamina A3 dan A2. Perbedaan nilai pengembangan volume papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan lamina diduga karena lamina yang disusun menjadi papan laminasi silang berbeda satu dengan yang lainnya juga pengaruh letak lamina pada batang pohon yang menyebabkan kadar air lamina beragam sehingga pengembangan volume dapat dipengaruhi oleh ketebalan lamina melalui penyerapan air. Menurut Bowyer et al (2007), penyerapan air terjadi karena adanya gaya absorpsi yang merupakan gaya tarik molekul air pada ikatan hidrogen yang terdapat dalam selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Gambar 4 menunjukkan bahwa pengembangan volume rata-rata CLT menggunakan perekat (5.00%) lebih rendah daripada pengembangan volume rata-rata CLT kayu mindi menggunakan paku sebesar 5.10%. 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
CLT paku (5.10%)
5.77 4.34
A1
4.91
A2 A3 Kombinasi Tebal Lamina
5.27 CLT perekat (5.00%)
Kontrol
Gambar 8 Pengembangan volume papan laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal lamina
13 Delaminasi Air Dingin Pengujian delaminasi dilakukan untuk melihat faktor ketahanan perekat terhadap tekanan pengembangan dan penyusutan akibat adanya kelembaban dan panas yang tinggi (Vick 1999). Delaminasi air dingin rata-rata papan laminasi silang tidak melebihi standar JAS (Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber Notification) 234:2003 yang menyaratkan nilai delaminasi dengan perendaman air dingin maksimal 10% (Tabel 1). Hal tersebut menunjukkan bahwa perekat isosianat lebih cocok diaplikasikan pada struktur bangunan interior. Analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap delaminasi air dingin papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 2). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa delaminasi air dingin kombinasi A3B1 (39.82%) memiliki delaminasi paling tinggi dan berbeda nyata dengan delaminasi kombinasi lainnya serta kombinasi A2B4 memiliki delaminasi paling rendah sebesar 0.49%. Delaminasi Air Dingin (%)
45.00
39.82
40.00 35.00 30.00 25.00
18.72
20.00 15.00
10.52 7.29 10.00 8.13 5.00
10.61 8.69 3.99
JAS (10.00%)
10.12
3.15
4.11 0.49
3.57 4.48
5.6
CLT perekat (9.29%)
0.00
Kombinasi Papan
Gambar 9 Delaminasi air dingin papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Delaminasi Air Panas Delaminasi air panas rata-rata papan laminasi silang melebihi standar JAS 234:2003 yang menyaratkan nilai delaminasi dengan perendaman air panas maksimal 5% (Tabel 1). Hal tersebut menunjukkan bahwa perekat isosianat tidak cocok diaplikasikan pada struktur bangunan eksterior dengan kondisi yang ekstrim. Ekawati (1998) menyatakan bahwa nilai delaminasi dipengaruhi oleh bidang geser, jenis perekat, dan interaksi keduanya. Ikatan perekat merupakan faktor penentu baik tidaknya konstruksi lapisan-lapisan pembentuk papan laminasi silang. Analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap delaminasi air panas papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 2). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa delaminasi air panas kombinasi A3B4 (69.58%) memiliki delaminasi paling tinggi dan berbeda nyata dengan delaminasi kombinasi A1B3, A2B5, dan A2B3. Kombinasi A3B3 memiliki delaminasi paling rendah sebesar 2.75%.
14
Delaminasi Air Panas (%)
80.00 69.58
70.00
62.23
60.00 50.00 37.47
40.00 30.00
47.30
43.24 27.55
27.54
37.27 36.79 28.90 27.77
20.00 10.00
CLT perekat (31.98%) 12.52
4.30
2.75
0.00
14.44 JAS (5.00%)
Kombinasi Papan
Gambar 10 Delaminasi air panas papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Modulus of Elasticity (MOE) MOE rata-rata papan laminasi silang lebih kecil daripada nilai MOE kayu kontrol (Tabel 3). Analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap MOE papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 4). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa MOE kombinasi A1B1 (43351 kg/cm2) memiliki MOE paling tinggi dan berbeda nyata dengan MOE kombinasi A1B3, A3B5, A1B5, dan A1B4. Selain itu, kombinasi A2B5 memiliki MOE paling rendah sebesar 17577 kg/cm2 dan berbeda nyata dengan MOE kombinasi lainnya. Tsoumis (1991) menyatakan bahwa semakin tinggi nilai MOE, benda tersebut akan semakin kaku atau sulit dilenturkan. Gambar 7 menunjukkan bahwa MOE kayu kontrol lebih tinggi daripada MOE CLT perekat dan CLT paku. Kekakuan lentur CLT paku hanya 25.8% dari kekakuan lentur CLT perekat sehingga CLT paku dianggap kurang kaku bila dibandingkan dengan CLT perekat. Menurut Nugroho (2000), apabila beban diberikan pada panel dengan sudut tertentu, maka MOE panel tersebut akan menurun sebanding dengan meningkatnya sudut yang terjadi. Kontrol (42063 kg/cm2)
MOE (kg/cm2)
50000.00 40000.00
CLT perekat (34405 kg/cm2)
30000.00 20000.00 10000.00
CLT paku (8884 kg/cm2)
0.00
Kombinasi Papan
Gambar 11 MOE papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
15 Modulus of Rupture (MOR) MOR rata-rata papan laminasi silang lebih kecil daripada nilai MOR kayu kontrol (Tabel 3). Analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap MOR papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 4). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa MOR kombinasi A3B3 (318 kg/cm2) memiliki MOR paling tinggi dan berbeda nyata dengan MOR kombinasi A3B2, A1B3, A1B2, A2B2, dan A1B4. Kombinasi A3B4 memiliki MOR paling rendah sebesar 124 kg/cm2. Gambar 8 menunjukkan bahwa MOR CLT paku lebih tinggi daripada MOR kayu kontrol dan CLT perekat. Kekuatan lentur CLT perekat mencapai 77.8% dari kekuatan lentur CLT paku sehingga CLT perekat sebagai komponen struktural kekuatan lenturnya cukup tinggi. Herawati (2007) menyatakan bahwa nilai MOR tidak hanya dipengaruhi oleh ukuran dimensi lamina, tetapi juga oleh kondisi lamina terutama adanya cacat kayu. Cacat yang dapat mengurangi kekuatan kayu, antara lain mata kayu, sudut miring, retak atau pecah, dan adanya kayu tekan atau kayu tarik (Tsoumis 1991). 400.00
MOR (kg/cm2)
350.00
CLT paku (279 kg/cm2)
300.00
Kontrol (258 kg/cm2)
250.00 200.00
CLT perekat (217 kg/cm2)
150.00 100.00 50.00 0.00
Kombinasi Papan
Gambar 12 MOR papan laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Keteguhan Tekan Maksimum Sejajar Serat Keteguhan tekan maksimum sejajar serat rata-rata papan laminasi silang lebih besar daripada keteguhan tekan maksimum sejajar serat kayu kontrol (Tabel 3). Analisis keragaman menunjukkan bahwa orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap keteguhan tekan maksimum sejajar serat papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 4). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa keteguhan tekan orientasi sudut 00 (163 kg/cm2) memiliki keteguhan tekan paling tinggi dan berbeda nyata dengan keteguhan tekan orientasi sudut 900 dan 600. Menurut Mardikanto et al (2011), pengaruh kemiringan serat terhadap kekuatan kayu (lebih besar 1:10) akan mereduksi kekuatan tekan sejajar serat. Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian yang menunjukkan bahwa adanya kecenderungan penurunan nilai keteguhan tekan maksimum sejajar serat ketika orientasi sudut lamina diperbesar sehingga semakin besar orientasi sudut lamina, nilai keteguhan tekan maksimum sejajar serat semakin rendah.
Keteguhan Tekan Maksimum Sejajar Serat (kg/cm2)
16 200.00 163.30 150.00
132.38
138.23 109.48
123.48
100.00
CLT perekat (133 kg/cm2) Kontrol (62 kg/cm2)
50.00 0.00 0
30 45 60 Orientasi Sudut Lamina
90
Gambar 13 Keteguhan tekan maksimum sejajar serat papan laminasi silang berdasarkan orientasi sudut lamina
Keteguhan Geser Rekat (kg/cm2)
Keteguhan Geser Rekat Pengujian keteguhan geser rekat dilakukan untuk mengetahui kinerja perekat pada papan laminasi silang. Keteguhan geser rekat rata-rata papan laminasi silang lebih rendah daripada keteguhan geser serat kayu kontrol (Tabel 3). Analisis keragaman menunjukkan bahwa kombinasi ketebalan memberikan pengaruh nyata terhadap keteguhan geser rekat papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95% (Tabel 4). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa keteguhan geser rekat kombinasi ketebalan lamina A1 (35.53 kg/cm2) memiliki keteguhan geser rekat paling tinggi dan berbeda nyata dengan keteguhan geser rekat kombinasi ketebalan lamina A3 dan A2. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Apriliana (2012) yang menyatakan bahwa papan laminasi silang yang memiliki tebal lamina sejajar paling kecil akan mendistribusikan kekuatan kempa pada garis rekat lebih cepat sehingga perekatan papan laminasi silang dengan ketebalan ini akan lebih optimal dibandingkan jika pengempaan berlangsung pada papan laminasi silang yang susunan lamina sejajarnya memiliki ketebalan lebih besar. Selain itu, adanya perbedaan ketebalan lamina diduga menyebabkan penetrasi perekat saat proses pengempaan tidak seragam. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap keteguhan geser rekat, antara lain kadar zat ekstraktif kayu, keadaan permukaan yang direkat, kadar air kayu, tekanan dan waktu kempa (Sugiarti 2010). Keteguhan geser rekat CLT perekat hanya 49.4% dari keteguhan geser serat kayu kontrol karena adanya sambungan perekat dapat menurunkan keteguhan geser rekat CLT. 60.00 40.00
48.87 35.53 16.75
20.00
20.15
CLT perekat (24.14 kg/cm2)
0.00 A1
A2 A3 Kombinasi Tebal Lamina
Kontrol
Gambar 14 Keteguhan geser rekat papan laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal lamina
17
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Kadar air dan kerapatan papan laminasi silang dipengaruhi oleh kombinasi ketebalan lamina. Semakin tebal lamina sejajar maka kadar air dan kerapatan akan semakin tinggi. Sebaran rataan kadar air papan laminasi silang tidak melebihi 5% sehingga kadar air papan laminasi silang relatif sama, sedangkan sebaran rataan kerapatan papan laminasi silang masih terdapat pada satu kelas kuat, yaitu kelas kuat IV (0.3-0.4) g/cm3 sehingga kerapatan papan laminasi silang relatif sama. Pengembangan volume papan laminasi silang dipengaruhi oleh kombinasi ketebalan lamina. Semakin tebal lamina bagian tengah maka pengembangan volume akan semakin tinggi. Susut volume dipengaruhi oleh orientasi sudut lamina dimana semakin besar orientasi sudut lamina maka semakin kecil susut volume papan laminasi silang. Delaminasi air dingin dan delaminasi air panas dipengaruhi oleh interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina. Perekat isosianat hanya kuat pada kondisi perendaman air dingin dibandingkan dengan perendaman air panas yang menunjukkan bahwa perekat isosianat tidak cocok diaplikasikan pada struktur bangunan eksterior dengan kondisi yang ekstrim. Nilai MOE dan MOR papan laminasi silang dipengaruhi oleh interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina. Semakin tebal lamina yang sejajar maka MOE dan MOR akan semakin rendah, sedangkan semakin kecil orientasi sudut lamina maka MOE dan MOR akan semakin tinggi. Keteguhan tekan maksimum sejajar serat dipengaruhi oleh orientasi sudut lamina dimana semakin kecil orientasi sudut lamina maka semakin tinggi keteguhan tekan maksimum sejajar serat papan laminasi silang. Keteguhan geser rekat papan laminasi silang dipengaruhi oleh kombinasi ketebalan lamina. Semakin tebal lamina yang sejajar maka keteguhan geser rekat semakin rendah.
Saran Perlu dilakukan pengujian sifat mekanik papan laminasi silang untuk mengetahui kekuatan papan laminasi silang menahan beban yang tersebar pada empat sisinya.
18
DAFTAR PUSTAKA Anggraini R. 2012. Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon Berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina. [tesis]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Anonim NI-5 PKKI. 1961. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia. Jakarta: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Apriliana F. 2012. Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen). [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Associates H. 2010. Cross Laminated Timber. B & K Timber Structures A Trading Division of B & K Steelwork Fabrications Limited. [ASTM] American Society for Testing and Materials. 2005. Annual Book of ASTM Standards Volume 04-10, Wood. D143 (2005): Standard Test Methods for Small Clear Specimen of Wood. USA. Bowyer JL, Haygreen JG. 2007. Forest Product and Wood Science an Introduction. 5th Edition. Iowa: Iowa State University Press/ Ames. Breyer DE, Fridley KJ, Pollock DG, Cobeen KE. 2003. Design of Wood Structures-ASD. 5th Edition. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc. Ekawati D. 1998. Pengaruh Jenis Perekat dan Pengaturan Letak Kayu Meranti (Shorea spp) Serta Kelapa (Cocos nucifera) Terhadap Sifat Fisis Mekanis Balok Lamina Contoh Kecil Bebas Cacat. [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Haygreen JG dan Bowyer JL. 1986. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar Terjemahan Hadikusumo, SA dan Prawirohatmodjo S. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Haygreen JG, Bowyer JL. 1993. Forest Product and Wood Science, An Introduction. Iowa State University Press. Ames, Iowa. Herawati E. 2007. Karakteristik Balok Laminasi dari Kayu Mangium [editorial]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Japan Plywood Inspection Corporation [JPIC]. 2003. Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber. Tokyo: JPIC. Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar ET. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Bogor: IPB Press. Nugroho N. 2000. Development of Processing Methods for Bamboo Composite Materials and Its Structural Performance. [Ph.D disertation]. Tokyo Japan: Tokyo University. Perdana RR. 2012. Karakteristik Beberapa Sifat Fisik dan Mekanik Panel Laminasi Silang Kayu Mindi (Melia azedarach Linn). [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Praptoyo H. 2010. Sifat Anatomi dan Sifat Fisika Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) dari Hutan Rakyat di Yogyakarta. Dalam Jurnal Ilmu Kehutanan vol IV No 1 : 21-27. Sugiarti. 2010. Kekuatan Lentur Glulam Struktural yang Terbuat dari Papan Sambung Kayu Tusam dan Kayu Manis. [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
19 Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood. Structure, Properties, Utilization. Van Nostrand Reinhold. New York. Vick CB. 1999. Adhesive Bonding of Wood Material. Forest Product Technology. USDA Forest Service. Wisconsin.
LAMPIRAN Lampiran 1 Contoh uji sifat fisik papan laminasi silang
(A) Kadar air, kerapatan, dan susut volume
(B) Delaminasi
Lampiran 2 Contoh uji sifat mekanik papan laminasi silang
(A) Lentur statis (MOE dan MOR)
(B) Keteguhan tekan maksimum sejajar serat
20
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bekasi pada tanggal 27 Maret 1991 sebagai anak keempat dari empat bersaudara pasangan Bachtaruddin dan Hamidah AR. Pada tahun 2009 penulis lulus dari SMA PGRI 1 BEKASI dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur undangan resmi (USMI). Penulis memilih Program Studi Teknologi Hasil Hutan pada bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB Bogor. Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif pada berbagai organisasi kemahasiswaan, antara lain unit kegiatan mahasiswa Himpunan Profesi Mahasiswa Hasil Hutan sebagai anggota Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu pada tahun 2010-2011 dan sebagai ketua Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu pada tahun 2011-2012, serta berbagai kepanitiaan kegiatan di kampus IPB. Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang, antara lain Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) pada tahun 2011 di KamojangSancang Barat, Jawa Barat dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) pada tahun 2012 di Gunung Walat, Sukabumi. Penulis juga telah melaksanakan Praktik Kerja Lapang (PKL) di PT Tanjungenim Lestari Pulp and Paper (PT TeLPP) pada tahun 2013 di Muara Enim, Sumatera Selatan. Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Sifat Fisik dan Mekanik Papan Laminasi Silang Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) Menggunakan Perekat Isosianat yang dibimbing oleh Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.
