Metode Penelitian - BAHAN DAN METODE - Penentuan Daur Teknis Kayu Sengon Berdasarkan Sifat Fisi

BAB III BAHAN DAN METODE

3.3 Metode Penelitian

3.3.1 Pembuatan Contoh Uji

Contoh uji sifat fisis dan mekanis dibuat dengan mengacu pada standar ASTM D 143-94 (2006) tentang Methods of Small Clear Specimens of Timber.

3.3.2 Pengujian Kadar Air (KA) Kayu

Contoh uji penetapan KA berukuran 1 cm x 1 cm x 1 cm (Gambar 4). Contoh uji ditimbang berat awalnya, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu (103 ± 2)ºC sampai konstan, lalu ditimbang berat kering tanurnya.

1 cm

Gambar 4. Contoh uji kadar air (KA)

KA dihitung dengan rumus:

KAbasah = BKT BKT BB ) ( x 100%

Dimana: KAbasah = Kadar air kondisi berat basah (%) BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

3.3.3 Pengujian Berat Jenis (BJ)

Contoh uji BJ berukuran 3 cm x 3 cm x 3 cm (Gambar 5). Contoh uji ditimbang dalam keadaan basah untuk mendapatkan berat awal dan diukur

dikeringkan pada suhu kamar sampai mencapai kadar air kering udara (kira-kira 15%). Selanjutnya contoh uji dikeringkan kembali dalam oven pada suhu (103 ± 2) ºC untuk mendapatkan berat kering tanurnya.

3 cm

Gambar 5. Contoh uji berat jenis (BJ)

BJ kayu dihitung dengan rumus:

BJ = Basah VolumeKayu gTanurKayu BeratKerin Kerapatan air (1 g/cm3)

3.3.4 Pengujian Penyusutan Dimensi (Radial dan Tangensial)

Berdasarkan ASTM D 143-94 (2006), ukuran contoh uji penyusutan dimensi berukuran 3 cm x 3 cm x 1 cm (Gambar 6). Contoh uji lalu diukur dimensinya dengan menggunakan kaliper pada tiga kondisi yang berbeda yaitu pada saat basah, kering udara dan kering tanur. Perhitungan nilai penyusutan masing-masing dimensi dari basah ke kering tanur dilakukan dengan rumus:

Susut Tangensial (ST) ST BKT = ah DimensiBas DimensiKT ah DimensiBas x 100% Susut Radial (SR) SR BKT = ah DimensiBas DimensiKT ah DimensiBas x 100%

15 R 3 cm 1 cm T 3 cm

Gambar 6. Contoh uji penyusutan dimensi

3.3.5 Pengujian Keteguhan Lentur Statis (Static Bending Strength)

Contoh uji yang dipakai berukuran 45 cm x 3 cm x 3 cm dalam kondisi kering udara. Pembebanan diberikan di tengah-tengah contoh uji, dimana kedudukan contoh uji horizontal (centre point loading) dengan jarak sangga 42 cm (Gambar 7). Defleksi akibat pembebanan dibaca pada deflektometer. Beban maksimum diperoleh sampai contoh mengalami kerusakan permanen. Pengujian ini akan menghasilkan nilai tegangan patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE). P 3 cm 3 cm ½ L ½ L 42 cm

Gambar 7. Contoh uji keteguhan lentur statis

MOE dan MOR untuk pembebanan terpusat di tengah diperoleh dengan rumus: MOE = 3 3 4 Ybh PL MOR = 2 2 3 bh L P_maks Dimana:

MOE = Modulus elastisitas (kg/cm2) MOR = Modulus patah (kg/cm2)

Pmaks = Beban pada saat kayu rusak (kg) P = Beban pada batas proporsi (kg) L = Jarak sangga (cm)

b = Lebar penampang contoh uji (cm) h = Tinggi penampang contoh uji (cm)

3.3.6 Pengujian Keteguhan Tekan Sejajar Serat (Compression Parallel to Grain)

Contoh uji berukuran 3 cm x 3 cm x 12 cm dan dalam kondisi kering udara. Pembebanan dilakukan secara kontinyu dengan arah sejajar serat dan keadaan contoh uji vertikal (Gambar 8). Beban diberikan secara perlahan-lahan sampai contoh uji mengalami kerusakan permanen sehingga beban yang diberikan merupakan beban maksimum yang dapat diterima oleh contoh uji.

12 cm

3 cm 3 cm

Gambar 8. Bentuk dan ukuran contoh uji keteguhan tekan sejajar serat

Besarnya nilai keteguhan tekan maksimum sejajar serat dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

σ

tk // =

A P_maks

Dimana:

σ tk // = Keteguhan tekan sejajar serat maksimum (kg/cm2) Pmaks = Beban maksimum sampai terjadi kerusakan (kg) A = Luas penampang (cm2)

3.3.7 Pengujian Keteguhan Geser Sejajar Serat (Shear Parallel to Grain) Contoh uji, yang mengacu ASTM D 143-94 (2006) seperti terlihat pada Gambar 9, dipasang pada alat uji sedemikian rupa sehingga tepat ditengah-tengah (tidak miring dan longgar). Pembebanan dilakukan perlahan-lahan sampai terjadi kerusakan pada bidang geser contoh uji. Pengujian dilakukan pada penampang tangensial dan radial dalam kondisi kering udara. Pada saat pengujian, pembebanan dilakukan pada arah sejajar serat dengan kedudukan contoh uji vertikal. Nilai keteguhan geser sejajar serat dihitung dengan rumus:

σ

gs // = A P_maks

Dimana:

σ gs // = Keteguhan geser sejajar serat maksimum (kg/cm2) Pmaks = Beban maksimum sampai terjadi kerusakan (kg) A = Luas penampang (cm2) P 4 cm 3 cm 3 cm 3 cm

Gambar 9. Bentuk dan ukuran contoh uji keteguhan geser sejajar serat

3.3.8 Pengujian Kekerasan (Hardness)

Pengujian kekerasan dilakukan dengan cara memasukkan setengah bola baja berdiameter 0,444 inci (1,1284 cm) dengan luas penampang tekan 1 cm2 ke dalam kayu (Gambar 10). Kemudian bola baja tersebut ditekan sedalam 0,222 inci. Pengujian dilakukan pada bidang radial dan tangensial dalam kondisi kering udara. Nilai kekerasan dapat dihitung berdasarkan rumus:

H = A P Dimana: H = Kekerasan ( kg/cm2 ) P = Beban (kg) A = Luas penampang ( 1 cm2 ) 3 cm 3 cm 9 cm

3.3.9 Pengolahan dan Analisis Data

Data sifat fisis yang diperoleh kemudian dianalisa menggunakan analisa statistika Faktorial Acak Lengkap (Faktorial-RAL) dua faktor dimana umur dan bagian batang pohon ditetapkan sebagai perlakuan; sedangkan untuk sifat mekanisnya hanya menggunakan faktor umur pohon sebagai perlakuan. Analisis data dibantu dengan software Microsoft Excel 2007 dan SPSS 13. Untuk mengetahui pengaruh umur pohon, dilakukan uji beda nyata nilai tengahnya. Uji lanjut Duncan digunakan untuk menilai pengaruh interaksi kedua faktor yang ada.

Model umum RAL yang digunakan adalah:

1. Sifat Fisis

Yijk = µ +

α

i + βij +

ε

ijk Dimana:

Yijk = Respon pengaruh perlakuan ke-i dan ke-j ulangan ke-k µ = Nilai tengah perlakuan

αi = Pengaruh perlakuan umur pohon pada taraf ke-i (i = 5, 6, 7, 9, 10 th)

βij = Pengaruh perlakuan bagian batang pohon pada taraf ke-j (j = P, T, U)

ε

ijk = Pengaruh acak (galat) pada perlakuan ke-i dan ke-j pada ulangan ke-k 2. Sifat Mekanis

Yij = µ +

α

i +

ε

ij Dimana:

Yij = Respon pengaruh perlakuan ke-i ulangan ke-j µ = Nilai tengah perlakuan

αi = Pengaruh perlakuan umur pohon pada taraf ke-i (i = 5, 6, 7, 9, 10 th)

ε

ij = Pengaruh acak (galat) pada perlakuan ke-i pada ke-j

Penentuan daur teknis dilakukan dengan sistem skoring. Sifat fisis dinilai dengan angka 1 (rendah), 3 (sedang), dan 5 (tinggi); sedangkan sifat mekanisnya dengan 1 (sangat rendah), 2 (rendah), 3 (sedang), 4 (tinggi), dan 5 (sangat tinggi). Nilai seluruh sifat yang diuji untuk setiap kelas umur pohon lalu ditabulasi dan dijumlah. Total nilai tertinggi merefleksikan dan ditetapkan sebagai daur teknis tanaman sengon untuk bahan pertukangan.

Dalam dokumen Penentuan Daur Teknis Kayu Sengon Berdasarkan Sifat Fisis-Mekanisnya (Halaman 38-44)