B. Sifat Mekanis
2. Tekan Sejajar Serat dan Kekerasan
Gambar 33 menunjukkan bahwa kemenyan Bulu menghasilkan nilai tekan sejajar serat dan kekerasan (hardness) tertinggi. Nilai tekan sejajar serat dan kekerasan yang dihasilkan masing-masing berkisar antara 313 - 355 kgf/cm2 dan 391 – 599 kgf/cm2. Berdasarkan gambar tersebut terlihat bahwa kayu kemenyan Durame memiliki nilai tekan sejajar serat dan kekerasan yang terendah hal ini dikarenakan kayu tersebut memiliki nilai BJ terendah dibandingkan dengan Bulu dan Toba.
Tekan sejajar serat dari arah pusat menuju tepi batang sangat bervariasi tergantung dari BJ-nya. Semakin tinggi BJ maka terjadi peningkatan nilai tekan sejajar serat sebagaimana disajikan pada Gambar 34. Nilai korelasi Pearson sebesar 0.495 menunjukkan signifikansi korelasi antara BJ dengan tekan sejajar serat pada selang kepercayaan 99%. Berdasarkan Gambar 36, peningkatan BJ kayu mengakibatkan terjadinya peningkatan nilai tekan sejajar serat dari kayu.
Sementara itu untuk kekerasan kayu, arah orientasi batang menunjukkan pola yang jelas untuk kayu Durame dan Toba dimana berdasarkan arah vertikal batang nilai kekerasan kayu semakin menurun dari pangkal menuju ujung batang
sedangkan berdasarkan arah horizontal nilai tersebut menurun dari tepi menuju pusat sebagaimana disajikan pada gambar 35. Nilai korelasi Pearson sebesar 0.570 menunjukkan signifikansi korelasi antara BJ dengan kekerasan pada selang kepercayaan 99%. Berdasarkan Gambar 37, peningkatan BJ kayu mengakibatkan terjadinya peningkatan nilai kekerasan dari kayu.
Gambar 33. Rata-rata tekan sejajar serat dan kekerasan tiga jenis kayu kemenyan
Gambar 34. Tekan sejajar serat tiga jenis kayu kemenyan berdasarkan pada posisi batang
Gambar 35. Hardness tiga jenis kayu kemenyan berdasarkan pada posisi batang 0 100 200 300 400 500 0 200 400 600 800 1000
BULU DURAME TOBA
K ek er a sa n (k g f cm -2) T ek a n (k g f. cm -2) Jenis Kayu Kekerasan Tekan 250 300 350 400 450
Tepi Med Pusat Tepi Med Pusat Tepi Med Pusat
Pangkal Tengah Ujung
Te k a n S eja ja r Ser a t (k g f.c m -2) Posisi Batang
BULU DURAME TOBA
0 200 400 600 800 1000
Tepi Med Pusat Tepi Med Pusat Tepi Med Pusat
Pangkal Tengah Ujung
K ek er a sa n (k g f. cm -2) Posisi Batang
Gambar 36. Korelasi antara BJ dengan tekan sejajar serat
Kesimpulan
1. Nilai rata-rata BJ tiga jenis pada kondisi basah, kering udara dan kering oven untuk ketiga jenis kayu kemenyan masing-masing berkisar antara 0.43 – 0.62. Nilai rata-rata KA basah dan kering udara masing-masing berkisar antara 57.69 – 69.93% dan 13.74 – 14.60%. Nilai penyusutan dimensi untuk longitudinal, radial dan tangensial masing-masing berkisar antara 1.03 - 1.64%, 4.63 - 6.65% dan 5.20 - 6.73%. Sementara itu untuk penyusutan volumenya berkisar antara 10.55 - 14.30%.
2. Nilai MOE dan MOR tiga jenis kayu kemenyan masing-masing berkisar antara 77685 - 85900 kgf/cm2 dan 637 – 770 kgf/cm2, sedangkan nilai tekan sejajar serat dan kekerasan yang dihasilkan masing-masing berkisar antara 313 - 355 kgf/cm2 dan 391 – 599 kgf/cm2.
3. Berdasarkan sifat fisis dan sifat mekanis kayu kemenyan diklasifikasikan ke dalam kelas kuat kayu III-IV, sehingga kayu kemenyan cocok digunakan untuk bahan baku konstruksi ringan, mebel dan kerajinan tangan.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk sifat fisis dan mekanis kayu kemenyan di daerah lain.
Kemenyan (Styrax sp.)
Menurut Jayusman (2014), taksonomi dari pohon kemenyan adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae Subkingdom : Tracheobionta Superdivisio : Spermatophyta Divisio : Magnoliophyta Klas : Magnoliopsida Subklas : Dilleniidae Ordo : Ebenales Famili : Styracaceae
Kemenyan (Styrax sp.) tumbuh baik pada solum tanah yang dalam, pH tanah antara 4-7 dan tersebar merata dengan tipe iklim A dan B menurut klasifikasi Schmidt dan Ferguson, tumbuh pada ketinggian antara 60-2100 mdpl, sedangkan di Provinsi Sumatera Utara lebih banyak dijumpai pada ketinggian 800-1700 mdpl. Jenis tanaman ini tidak tahan terhadap genangan, sehingga untuk pertumbuhannya memerlukan tanah yang porositasnya tinggi (mudah meneruskan dan meresapkan air). Berdasarkan hasil penelitian tentang penyusunan peta kesesuaian tempat tumbuh jenis kemenyan, faktor-faktor biofisik yang mempengaruhi pertumbuhan kemenyan adalah ketinggian tempat, lereng, jenis tanah dan curah hujan. Kemenyan (Styrax sp.) dapat tumbuh pada kisaran ketinggian yang luas namun lebih banyak tumbuh pada ketinggian lebih dari 900
mdpl. Ketinggian (elevasi) ini merupakan faktor yang paling berpengaruh (Silalahi et al., 2013).
Tinggi pohon kemenyan (Styrax sp.) bisa mencapai 20 m hingga 40 m, sedangkan untuk diameternya 60 cm hingga 100 cm. Pohon kemenyan memiliki batang yang lurus, percabangannya sedikit dan kulitnya beralur tidak terlalu dalam (3-7mm). Bunganya berkelamin dua, buahnya berbentuk bulat gepeng dan lonjong 2.5-3cm, sedangkan bijinya berukuran 15-19mm (Rizlani, 2012).
Sifat Fisis Kayu
Menurut Kasmudjo (2010) yang termasuk pada sifat fisis kayu antara lain kadar air kayu, penyusutan dan perubahan dimensi kayu, berat jenis kayu, sifat termis kayu, sifat elektrisnya, sifat resonansi dan akustiknya, daya apung dan layang, sifat energi dan sebagainya. Beberapa sifat fisis kayu antara lain:
1. Kadar Air Kayu
Kadar air kayu merupakan banyaknya air yang terdapat dalam kayu, dinyatakan dalam persentase terhadap berat kering tanurnya. Kandungan air dalam kayu berupa air bebas yang terdapat di dalam pembuluh sel dan air terikat yang terdapat di dalam dinding sel (Sribuono, 2000).
2. Perubahan Dimensi Kayu
Pengurangan kadar air kayu di bawah titik jenuh serat (kurang dari 25%) akan menyebabkan penyusutan dimensi kayu, sedang penambahan kadar air kayu akan menyebabkan pengembangan dimensi kayu. Penyusutan kayu umumnya sama dengan pengembangan dimensi kayu dan disebut dengan perubahan dimensi kayu. Penyusutan kayu lebih penting untuk diketahui karena dapat menyebabkan
perubahan dimensi (ukuran) kayu. Penyusutan kayu (dimensi kayu) terjadi saat kondisi kayu di bawah titik jenuh serat, tetapi belum mencapai kadar air seimbang (antara 18-25%) (Kasmudjo, 2010).
3. Berat Jenis Kayu
Berat jenis kayu adalah perbandingan antara kerapatan kayu tersebut dengan kerapatan benda standar. Besarnya berat jenis pada tiap-tiap kayu berbeda-beda dan tergantung kandungan zat-zat dalam kayu, kandungan ekstraktif serta kandungan air kayu, disamping ukuran sel kayunya (Kasmudjo, 2010).
Sifat Mekanis Kayu
1. Sifat Kekakuan
Sifat kekakuan kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk mempertahankan bentuk aslinya akibat adanya beban yang cenderung mengubah bentuk dan ukuran benda. Setiap benda yang dibebani akan mengalami perubahan bentuk baik berupa beban tekan, tarik lentur maupun geser. Besar kecilnya perubahan bentuk akibat beban ini dipengaruhi sifat kekakuan benda yang bersangkutan. Semakin kaku kayu tersebut, maka semakin sulit pula kayu tadi untuk diubah bentuknya, demikian pula sebaliknya. Sifat kekakuan ini biasanya disebut dengan modulus of elasticity (MOE) (Mardikanto, 2011).
2. Sifat Keteguhan Patah
Sifat keteguhan patah sering pula disebut dengan modulus geser. Kekuatan geser kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya yang cenderung untuk menggeser satu bagian dengan bagian yang lainnya pada kayu yang sama. Dengan adanya beban ini akan timbul tegangan geser. Geseran yang terjadi dapat
berupa geser sejajar serat (shear parallel/along to grain), geser tegak lurus serat (shear across the grain atau shear perpendicular to grain), geser miring serat (oblique shear), serta geser antar serat (rolling shear). Sifat keteguhan ini biasanya disebut dengan modulus of rupture (MOR) (Tsoumis, 1991).
3. Kekuatan Tekan
Pengujian tekan pada arah tegak lurus serat dapat berupa tekanan pada seluruh permukaan kayu atau tekanan pada sebagian permukaan kayu. Tekanan sejajar serat atau “endwise compression” banyak terjadi dalam praktek bila kayu dipakai untuk bangunan sebagai komponen untuk tiang, tunggul, kusen pintu dan jendela serta bagian yang lainnya. Komponen bangunan semacam ini akan menerima beban yang cenderung mendesaknya atau memendekkannya pada arah memanjang atau sejajar serat. Pada kasus batang yang menerima beban tekan sejajar serat, dibedakan antara tiang yang panjang dan batang yang pendek (Mardikanto, 2011).
Latar Belakang
Saat ini kebutuhan masyarakat akan bahan baku kayu sangat tinggi, tetapi persediaan kayu dari hutan alam yang ada tidak mampu lagi untuk mencukupinya. Purba et al. (2014) menyatakan, selama beberapa tahun terakhir permintaan kayu di Indonesia terus meningkat, hal ini tidak sebanding dengan luasan hutan di Indonesia yang semakin menurun dan produksi bahan baku kayu dari hutan juga pasti menurun. Data kementerian Kehutanan di tahun 2013 menunjukkan bahwa kebutuhan kayu nasional adalah 49 juta m3. Sementara kebutuhan dunia terhadap bahan baku kayu pada 2014 setidaknya mencapai 350 juta m3.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut dapat dilakukan beberapa cara seperti pemanfaatan kayu cepat tumbuh, penghematan pemakaian kayu, peningkatan efisiensi penggunaan kayu atau pemanfaatan kayu yang masih kurang dikenal di pasar perkayuan dimana kayu tersebut memiliki potensi bagus tetapi belum dimanfaatkan dengan baik. Salah satu contoh kayu yang masih kurang dikenal di pasar perkayuan dan belum dimanfaatkan secara optimal adalah kayu kemenyan (Styrax sp.). Kemenyan (Styrax sp.) banyak terdapat di perkebunan masyarakat dan jika dimanfaatkan dengan baik maka akan sangat membantu dalam memenuhi kebutuhan masyarakat akan bahan baku kayu.
Pemanfaatan kayu kemenyan (Styrax sp.) pada umumnya hanya sebatas pengambilan atau penyadapan getahnya saja. Pemanfaatan pohonnya sebagai bahan baku kayu masih terbatas pada penggunaan sebagai bahan bakar. Pohon kemenyan (Styrax sp.) memiliki umur yang cukup panjang dan dapat disadap
berkali-kali selama pohonnya masih hidup sehingga pemanfaatan untuk bahan baku kayu dari pohon kemenyan (Styrax sp.) ini tidak begitu berkembang.
Pemanfaatan kayu tidak terlepas dari pemahaman terhadap sifat penentu kualitas dari kayu. Penggunaan kayu untuk keperluan konstruksi harus memperhatikan sifat fisis dan sifat mekanis dari kayu tersebut. Berdasarkan uraian tersebut maka penelitian mengenai sifat fisis dan sifat mekanis kayu kemenyan (Styrax sp.) dilakukan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sifat fisis dan sifat mekanis dari pohon kemenyan (Styrax sp.) agar dapat dioptimalkan pemanfaatannya sebagai bahan baku dalam industri perkayuan.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan bermanfaat sebagai informasi yang ilmiah dan akurat tentang sifat fisis dan sifat mekanis kayu kemenyan (Styrax sp.) bagi pihak yang membutuhkan baik dalam bidang pendidikan, masyarakat dan instansi tertentu yang ingin memanfaatkan kayu kemenyan (Styrax sp.) ini.
Of Styrax Wood. Under the supervision of APRI HERI ISWANTO and IRAWATI AZHAR.
The objective of this research was to evaluate of physical and mechanical properties three species of Styrax wood origin from North Tapanuli. Plants age for samples were more than 15 years old. Small clear specimen test based on BS-373 standard for physical properties parameters such as specific gravity, green moisture content and volume shrinkage. Furthermore, the mechanical properties test included of modulus of rupture, modulus of elasticity, compression parallel to grain and hardness. The results showed that according to stem direction, edge section had better properties compared to near pith section. While for base section had better properties than upper section. Based on that specific gravity, all of the Styrax wood in this research was classify into III-IV strength classes. Styrax wood had good dimensional stability, it showed by the tangential and radial ratio value reached of one. According to the mechanical properties, styrax wood was suitable use for raw materials of light consttruction, furniture and handy craft.
Kemenyan (Styrax sp.). Dibimbing oleh APRI HERI ISWANTO dan IRAWATI AZHAR.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi sifat fisis dan sifat mekanis tiga jenis kayu Kemenyan dari Tapanuli Utara. Pohon yang dijadikan sampel berumur lebih dari 15 tahun. Contoh uji bebas cacat diuji berdasarkan standar BS-373 yang terdiri dari parameter sifat fisis kayu seperti berat jenis, kadar air segar dan penyusutan volume serta parameter untuk sifat mekanis kayu yang meliputi keteguhan patah (MOR), kekakuan (MOE), tekan sejajar serat dan kekerasan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa menurut arah horizontal batang, bagian tepi lebih bagus dibandingkan bagian dekat empulur. Sementara menurut arah vertikal batang, bagian pangkal lebih bagus daripada bagian ujung. Berdasarkan berat jenisnya, semua jenis kayu kemenyan diklasifikasikan ke dalam kelas kuat III-IV. Kayu kemenyan memiliki stabilitas dimensi yang baik, dilihat dari nilai perbandingan penyusutan tangensial dan radial mencapai satu. Berdasarkan sifat mekanisnya, kayu kemenyan cocok digunakan sebagai bahan baku konstruksi ringan, mebel dan kerajinan tangan.
