diantaranya adalah mengelompokkan, mengatur, mengurutkan data atau memisahkan komponen dan bagian yang relevan dari keseluruhan data, sehingga data mudah dikelola. Tujuan dari analisis desktriptif ini adalah mencoba untuk menggambarkan pola – pola konsisten yang ada dalam data, sehingga hasilnya dapat dipelajari dan ditafsirkan secara singkat dan penuh makna (Anonim 2013).
HASIL DAN PEMBAHASAN
HasilSifat Fisis
Secara keseluruhan hasil rata-rata nilai kerapatan (KR) , kadar air (KA), penyusutan volume (SV), pengembangan volume (KV), delaminasi air dingin (DAD), dan delaminasi air panas (DAP) Cross Laminated Timber kayu Nangka masing-masing adalah 0,60 g/cm3, 14,59%, 3,76%, 2,93%, 0,5% dan 16,00%. Data pengamatan sifat fisis panel CLT selengkapnya disajikan pada Lampiran 1. Berdasarkan lampiran 1 tersebut disusun rataan data sifat fisis panel CLT sebagaimana disajikan pada Tabel 1.
12
Tabel 1 Hasil Pengukuran Sifat Fisis Cross Laminated Timber Kayu Nangka
Kombinasi KR (g/cm3) KA (%) SV (%) KV (%) DAD (%) DAP (%) A1B1 0,63 14,56 5,26 2,86 0,00 3,11 A1B2 0,54 16,04 5,39 3,04 0,00 9,75 A1B3 0,54 14,50 4,70 2,66 0,00 35,64 A1B4 0,54 15,38 2,89 2,39 0,00 28,31 A1B5 0,55 15,76 2,92 1,65 0,81 13,40 A2B1 0,62 14,93 4,65 3,51 0,00 5,90 A2B2 0,62 13,76 3,59 2,49 0,00 18,76 A2B3 0,63 14,57 3,90 2,33 0,00 3,31 A2B4 0,61 14,64 2,53 2,19 0,00 12,63 A2B5 0,63 15,20 3,61 2,40 0,00 11,42 A3B1 0,63 13,13 4,56 3,71 0,00 0,00 A3B2 0,61 13,87 2,80 3,23 0,00 0,00 A3B3 0,63 14,51 3,68 3,44 0,00 21,20 A3B4 0,65 13,96 2,39 3,40 0,00 0,00 A3B5 0,64 13,99 1,61 3,32 0,00 28,60 Rata - rata 0,60 14,59 3,63 2,84 0,50 16,00 Kontrol 0,63 15,75 4,51 2,01 - - Sifat Mekanis
Rataan nilai MOE, MOR, keteguhan geser rekat (KGR), keteguhan tekan sejajar serat (TSS) masing-masing sebesar 59.156 kg/cm2, 274 kg/cm2, 263 kg/cm2, dan 22,2 kg/cm2. Data pengamatan sifat mekanis CLT selengkapnya disajikan pada lampiran 2. Berdasarkan lampiran tersebut disusun rataan data sifat mekanis panel CLT sebagaimana disajikan pada tabel 2.
Tabel 2 Hasil Pengukuran Sifat Mekanis Cross Laminated Timber Kayu Nangka
Kombinasi MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2) TSS (kg/cm2) KGR (kg/cm2) A1B1 43361 296 388 9,7 A1B2 33460 229 242 23,2 A1B3 21512 134 244 8,6 A1B4 17345 76 171 3,1 A1B5 20665 114 172 38,1 A2B1 46161 550 381 44,7 A2B2 61329 620 346 26,9 A2B3 44337 473 312 41,9
A2B4 26790 254 302 20,4 A2B5 58412 236 271 57,3 A3B1 77101 236 76 20,5 A3B2 100895 256 297 9,3 A3B3 26094 188 283 11,3 A3B4 37137 166 276 14,5 A3B5 74142 275 186 3,4 Rata - rata 59156 274 263 22,2 Kontrol 59935 355 - - Pembahasan Kerapatan
Nilai kerapatan rata-rata Cross Laminated Timber yang didapat adalah 0,6 g/cm³. Sedangkan untuk nilai kerapatan kontrol adalah sebesar 0,63 g/cm³ (Tabel 1). Terlihat pada gambar 8 dibawah, nilai kerapatan pada setiap kombinasi CLT tidak terlalu berbeda jauh demikian pula dengan kontrolnya. Hal ini menunjukan bahwa kombinasi ketebalan dan orientasi sudut tidak terlalu berpengaruh terhadap nilai kerapatan yang dihasilkan.
Menurut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) berdasarkan kelas kuatnya, kayu yang memiliki berat jenis 0,40-0,60 termasuk kedalam kelas kuat III (Anonim 1961). Sifat ini dapat mempengaruhi kekuatan kayu, semakin besar kerapatan dan berat jenis kayu maka akan semakin kuat kayu tersebut (Mardikanto et al. 2011).
Gambar 8 Pola sebaran nilai kerapatan Cross Laminated Timber menurut kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina
Kadar Air
Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air Cross Laminated Timber
berkisar antara 13,13% hingga 16,04%. Dengan rata-rata nilai kadar air sebesar
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3
Rata–rata kerapatan CLT : 0,6 g/cm3
14
14,59 %, sedangkan kadar air kontrol sebesar 15,75%. Data kadar air yang dihasilkan sesuai dengan kisaran besarnya nilai kadar air kering udara untuk iklim Indonesia yaitu sebesar 12-20% (Praptoyo 2010). Kadar air yang dihasilkan ternyata tidak terlalu berbeda jauh antara beberapa kombinasi CLT yang ada. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh yang berarti dari kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudutnya.
Gambar 9 Pola sebaran nilai kadar air Cross Laminated Timber menurut kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina
Adapun penyebab nilai kadar air dari tiap CLT dan kontrolnya yang relatif memiliki nilai yang sama, karena lamina – lamina tersebut sebelumnya telah dikeringkan dan dikondisikan agar seragam kadar airnya atau telah mencapai kadar air kering udara.
Kadar air kayu yang terdapat dalam satu jenis pohon yang sama itu bervariasi tergantung pada tempat tumbuh dan umur pohon tersebut (Haygreen et al. 2003). Nilai kadar air ini juga tergantung oleh kelembaban udara di sekitarnya. Moody et al. (1999) menyatakan bahwa perbedaan maksimum kadar air setiap lamina pada proses laminasi adalah 5%. Dengan demikian kayu nangka yang digunakan telah memenuhi syarat teknis laminasi.
Pengembangan Volume
Pengembangan volume cross laminated timber kayu nangka berkisar antara 1,65% hingga 3,71% dengan rata-rata sebesar 2,84%, sedangkan pengembangan volume untuk papan kontrol sebesar 2,01%. Dapat dilihat bahwa nilai pengembangan volume terbesar dimiliki oleh kombinasi A3B1 dan nilai terkecil pada kombinasi A1B5 dengan nilai masing – masing sebesar 3,71% dan 1,65%. Dari hasil tersebut terlihat jelas adanya pengaruh dari kombinasi ketebalan dan orientasi sudut setiap lamina terhadap besar kecilnya pengembangan volume yang dihasilkan.
Ketika nilai pengembangan volume hanya didasarkan atas rataan kombinasi tebal, dapat disimpulkan kombinasi A1 (1–3–1cm) memiliki nilai pengembangan volume yang lebih kecil dari A2 (2–1–2cm) dan A3 (1,67–1,67–1,67cm). Sedangkan pada orientasi sudut nilai pengembangan volume terbesar terdapat pada sudut 0o (B1). Pada orientasi sudut 30o (B2), 45o (B3), 60o (B4) dan 90 o (B5)
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3
Rata – rata kadar air CLT 14,59%
nilai pengembangan volume tersebut cenderung semakin menurun ketika sudutnya diperbesar.
Gambar 10 Pola sebaran nilai pengembangan volume Cross Laminated Timber
berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Kesimpulan dari hasil tersebut adalah pada kombinasi tebal yang sama yaitu A3 nilai pengembangan volumenya lebih besar daripada kombinasi A1 dan A2. Sementara itu adanya perlakuan orientasi sudut dapat mengurangi pengembangan volume CLT dibandingkan tanpa perlakuan apapun dengan kata lain adalah sejajar serat. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar orientasi sudut pada bagian
core CLT maka akan menurunkan nilai pengembangan volumenya. Pengembangan volume ini berpengaruh terhadap stabilitas dimensi, semakin kecil nilainya menunjukkan bahwa stabilitas dimensi yang dimiliki oleh CLT tersebut semakin tinggi.
Adapun jika dibandingkan dengan pengembangan volume pada kontrol, nilainya lebih kecil daripada rata – rata nilai kombinasi CLT yang ada. Hal ini mungkin terjadi karena adanya keterbukaan garis rekat pada beberapa CLT akibat kurang kuatnya ikatan dalam perekatan tersebut.
Penyusutan Volume
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh rata-rata nilai penyusutan cross laminated timber sebesar 3,63% dan kontrol sebesar 4,51%. Adapun nilai penyusutan tertinggi terdapat pada kombinasi A1B2 dan terendah pada kombinasi A3B5 dengan nilai masing masing adalah 5,39% dan 1,61%. Adanya pengaruh dari perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut ini menyebabkan variasi nilai yang berbeda.
Rataan nilai penyusutan kombinasi tebal A1 memiliki nilai penyusutan yang paling besar dibandingkan dengan A2 dan A3. Sedangkan pada faktor orientasi sudut, sama halnya seperti pengembangan volume dimana nilai penyusutan yang dihasilkan cenderung semakin menurun ketika sudutnya semakin besar. Hal ini sesuai dengan teori Skaar (1972) dalam Sadiyo et al. (2012) dimana lapisan luar (lamina sejajar) panel CLT akan menahan pengembangan dan penyusutan lapisan dalam (lamina bersilang) dalam arah transversal, sedangkan lapisan dalam (lamina
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3 Rata – rata CLT : 2,84%
16
bersilang) menahan pengembangan dan penyusutan lapisan sejajar dalam arah transversal sesuai besar dari orientasi sudut laminanya.
Dapat disimpulkan bahwa semakin besar sudut kemiringan lamina pada bagian core CLT, maka akan semakin kecil pula nilai penyusutan volumenya.
Gambar 11 Pola sebaran nilai penyusutan volume Cross Laminated Timber
menurut berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina Delaminasi
Pengujian delaminasi dilakukan untuk melihat faktor ketahanan perekat terhadap adanya tekanan pengembangan dan penyusutan akibat adanya kelembaban dan panas yang tinggi (Vick 1999). Ada dua pengujian delaminasi yang dilakukan pada penelitian ini, yaitu perendaman dengan air dingin dan perendaman dengan air panas/mendidih.
Delaminasi Air Dingin
Berdasarkan hasil penelitian nilai delaminasi air dingin rata – rata yang dihasilkan adalah 0,5% dengan nilai tertinggi sebesar 0,81% pada kombinasi A1B4. Nilai delaminasi dengan perendaman air dingin panel CLT ini tidak melebihi standar JAS (Japanese Agricultural Standart) yang mensyaratkan bahwa nilai delaminasi dengan perendaman air dingin maksimal sebesar 10%.
Gambar 12 Pola sebaran nilai delaminasi air dingin Cross Laminated Timber
berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3 0,00 5,00 10,00 15,00 B1 B2 B3 B4 B5 JAS A1 A2 A3 Rata-rata CLT : 3,63% JAS = 10% Rata – rata CLT : 0.5%
Delaminasi Air Panas
Nilai rata – rata delaminasi air panas pada tabel 1 adalah 16,00% dengan nilai terendah terdapat pada kombinasi A1B1 sebesar 3,11% dan tertinggi pada kombinasi A1B3 sebesar 35,64%.
Kualitas panel CLT berdasarkan nilai delaminasi air panas/ mendidih dari penelitian ini belum memenuhi standar JAS 234:2003 yang mensyaratkan nilai delaminasi air mendidih maksimal sebesar 5%. Hal tersebut menunjukkan bahwa perekat isosianat tidak dapat bertahan pada rendaman air panas/mendidih, sehingga dapat dikatakan perekat isosianat merupakan jenis perekat yang tidak cocok jika diaplikasikan pada struktur bangunan eksterior dengan kondisi yang ekstrim.
Gambar 13 Pola sebaran nilai delaminasi air panas Cross Laminated Timber
berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Ekawati (1998) menyatakan bahwa nilai delaminasi dipengaruhi oleh bidang geser, jenis perekat dan interaksinya. Ikatan perekat merupakan faktor penentu baik tidaknya konstruksi lapisan-lapisan pembentuk panel CLT.
Modulus of Elasticity (MOE)
Hasil pengujian menunjukkan nilai MOE / kekakuan lentur yang diperoleh cross laminated timber terbesar ada pada kombinasi A3B2 dengan nilai 100.895 kg/cm2 dan terendah pada kombinasi A1B4 sebesar 17.344 kg/cm2 , sedangkan kontrolnya masih diatas rataan CLT sebesar 59.935 kg/cm2.
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 B1 B2 B3 B4 B5 JAS A1 A2 A3 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3 Rata – rata CLT :16% JAS= 5% Rata – rata CLT : 59.156kg/cm2
18
Gambar 14 Pola sebaran nilai MOE Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Jika melihat dari rataan kombinasi tebalnya, pada kombinasi A3 (1,67-1,67-1,67cm) nilai kekakuan lentur yang dihasilkan lebih besar daripada kombinasi A2
(2-1-2cm) maupun A1 (1-3-1cm). Menurut Hoyle (1978) dalam Herawati (2007) menyatakan bahwa dengan menempatkan lamina yang memiliki MOE lebih tinggi sejauh mungkin dari sumbu netral akan meminimalkan defleksi yang terjadi. Untuk perlakuan kombinasi tebal yang diaplikasikan pada penelitian ini, lamina yang memiliki MOE lebih tinggi ditempatkan di bagian luar (face dan back), dan sumbu netral berada pada pertengahan bagian dalam (core) CLT. Sehingga kombinasi A3 yang memiliki jarak sumbu netral lebih jauh dari lamina dengan MOE lebih tinggi akan menghasilkan kekakuan lebih tinggi dibandingkan kombinasi A1 maupun A2.
Pada orientasi sudutnya dapat dilihat ada kecenderungan penurunan kekakuan lentur apabila sudutnya semakin besar.Hal ini sesuai dengan pernyataan Nugroho (2000) dalam Sadiyo et al. (2012), apabila beban diberikan pada panel dengan sudut tertentu, maka MOE panel tersebut akan menurun sebanding dengan meningkatnya sudut yang terjadi.
Modulus of Rupture (MOR)
Hasil penelitian menunjukkan nilai MOR/kekuatan lentur Cross Laminated Timber rata – rata sebesar 273 kg/cm2 dengan nilai MOR terbesar pada kombinasi A2B2 yaitu 620 kg/cm2 dan nilai terendah pada kombinasi A1B4 76 kg/cm2, sedangkan untuk kontrol sebesar 355 kg/cm2 .
Gambar 15 Pola sebaran nilai MOR Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Apabila dilihat rataan nilai kombinasi tebalnya, kekuatan lentur kombinasi A2 (2-1-2cm) yang dihasilkan memiliki nilai paling tinggi dibandingkan dengan kombinasi A1 (1-3-1cm) maupun A3(1,67-1,67-1,67cm). Hal ini sesuai dengan pernyataan Sadiyo et al. (2012) dimana MOR panel CLT akan semakin menurun dengan bertambahnya jarak antara bidang sambung dan sumbu/bidang netral akibat adanya pola distribusi atau sebaran tegangan normal (tarik dan tekan) pada
0 200 400 600 800 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3 Rata – rata CLT : 273 kg/cm2
balok lentur bersifat linier dimana semakin jauh jaraknya dari sumbu netral, maka tegangan akan semakin besar. Bidang sambung pada CLT tersebut diasumsikan sebagai perlemahan dari kontruksi CLT.
Pada kombinasi ketebalan A2 dengan tebal core 1cm, jarak antara sumbu netral dengan bidang sambungnya pasti akan lebih dekat dibandingnya dengan kombinasi A1 maupun A3, sehingga nilai MOR yang dihasilkan pun akan semakin besar. Melihat dari orientasi sudutnya, pola yang dihasilkan hampir sama seperti pola penurunan nilai pada MOE. Rowell (2005) menyatakan bahwa sudut mikrofibril pada kayu normal adalah 50-70o pada lapisan dinding sel S1, 5-30o pada lapisan dinding sel S2 dan ±70o pada lapisan dinding sel S3. Kecilnya sudut mikrofibril pada lapisan dinding sel S2 (bagian tengah) mengakibatkan lapisan ini tahan terhadap gaya tarik, sedangkan lapisan dinding sel S1 dan S3 (bagian luar) yang besar maka lapisan ini tahan terhadap gaya tekan. Jika dikaitkan dengan pernyataan tersebut, bagian tengah dari CLT ini memiliki peranan seperti sudut mikrofibril. Hal ini dibuktikan dengan adanya peningkatan nilai MOR seiring dengan kecilnya sudut pada bagian tengah CLT.
Keteguhan Geser Rekat
Berdasarkan data yang ada pada tabel 2, terlihat nilai keteguhan geser rekat berkisar antara 3,19 kg/cm2 sampai dengan 57,32 kg/cm2 dengan rata – rata sebesar 22,2 kg/cm2. Nilai tertinggi dimiliki oleh CLT kombinasi A2B5. Terlihat adanya pengaruh dari kombinasi tebal dan orientasi sudut yang diaplikasikan terhadap CLT ini. Jika melihat dari faktor kombinasi tebal, dapat disimpulkan dari penelitian ini bahwa nilai A2 memiliki nilai tertinggi dibandingkan dengan A1 maupun A3. Sedangkan pada perlakuan orientasi sudutnya, core dengan sudut 90o (B5) menghasilkan nilai keteguhan geser rekat yang paling tinggi.
Pada saat dilakukan pembebanan arah vertikal luas permukaan panel yang dibebani dari arah berlawanan menyebabkan distribusi pembebanannya tidak seragam. Jika mengarah pada dugaan tersebut panel CLT dengan tebal seragam seharusnya memiliki nilai keteguhan geser rekat lebih tinggi daripada panel CLT dengan kombinasi tebal lamina yang berbeda. Hal ini tidak sesuai dengan hasil penelitian yang menunjukkan nilai panel CLT dengan ketebalan seragam mendapatkan nilai terkecil. Perekatan yang kurang sempurna dapat terjadi akibat distribusi tekanan kempa kurang merata, sehingga terjadi celah antara papan penyusun CLT. Celah yang terdapat diantara penyusun CLT ini akan menyebabkan perlemahan sambungan perekat.
Menurut Sadiyo et al. (2012) bidang kontak antara serat dengan serat yang sejajar satu sama lain pada sepanjang bidang sambungan memberikan kontribusi ikatan lebih baik dibandingkan ikatan rekat pada serat yang tegak lurus. Terjadi penyimpangan yang sangat terlihat dalam penelitian ini jika mengacu terhadap pernyataan sebelumnya. Hal ini diduga ada pengaruh lain seperti kandungan zat ekstraktif pada kayu nangka yang dapat menghalangi penetrasi dan pematangan (curing) perekat (Alamsyah et al. 2005). Sugiarti (2010) menyebutkan bahwa faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan rekat antara lain kadar zat ekstraktif kayu, keadaan permukaan yang direkat, kadar air kayu, tekanan dan waktu kempa.
20
Gambar 16 Pola sebaran nilai keteguhan geser rekat Cross Laminated Timber
berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Keteguhan Tekan Sejajar Serat
Nilai tertinggi untuk keteguhan tekan sejajar serat ini terdapat pada kombinasi A1B1 (389 kg/cm2) dan nilai terendah ada pada kombinasi A3B1 sebesar 77 kg/cm2 dengan rata – rata sebesar 263 kg/cm2.
Jika dilihat dari pengaruh kombinasi tebal terhadap keteguhan tekan sejajar seratnya, kombinasi A2 memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan kombinasi A1 dan A3. Hal ini mungkin saja terjadi karena pada lapisan A2 ada dua lapisan pada bagian luar (face dan back) yang disusun secara sejajar dan memiliki ketebalan yang lebih besar daripada kombinasi A1 maupun A3. Ketebalan kayu pada bagian face dan back ini diduga menjadi penyebab nilai keteguhannya menjadi lebih besar.
Gambar 17 Pola sebaran nilai keteguhan tekan sejajar serat Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Berdasarkan pengaruh dari orientasi sudutnya, keteguhan tekan sejajar serat panel CLT cenderung mengalami penurunan ketika sudutnya diperbesar. Sudut
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 B1 B2 B3 B4 B5 A1 A2 A3 0 100 200 300 400 500 B1 B2 B3 B4 B5 A1 A2 A3 Rata-rata: 263 kg/cm2 Rata-rata : 22,2kg/cm2
orientasi B2 (30o) memiliki nilai yang terbesar dibandingkan dengan perlakuan sudut lainnya. Mardikanto et al. (2011) menyebutkan bahwa pengaruh kemiringan serat terhadap kekuatan kayu (lebih besar dari 1:10) akan mereduksi kekuatan tekan sejajar serat. Jika dikonversikan ke dalam bentuk sudut pengaruh kemiringan serat lebih dari 5,74° sudah menurunkan nilai keteguhan sejajar serat panel CLT. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa semakin besar sudut orientasi pada bagian core akan mengurangi nilai keteguhan tekan sejajar panel CLT.