DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIANA ANGGRAINI
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina adalah 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 tesis ini.
Bogor, Januari 2012
Riana Anggraini
from Jabon Wood based on Lamina Thickness and Angle Orientation. Under direction of NARESWORO NUGROHO, SUCAHYO SADIYO, and MUH. YUSRAM MASSIJAYA.
Along with the technological developments, a new method of laminated timber has been found, called by cross laminated timber (CLT). CLT is an engineered product of wood composed of some lamina or layers bonded in an arrangement of layers crossing one another. The purpose of this research was to design a panel of CLT by modifying the combined patterns of different thickness and orientation angles of lamina in order to have the highest strength values and determine the characteristics of CLT panels as structural timber. The study results are expected to provide alternative benefits or uses of wood from the community forests as a product of CLT, give information to the people about the quality of CLT panel from the community forest and increase the chance of timber development from the community forests for structural wood products. The thickness of lamina applied in the manufacture of CLT panels were 1.0, 1.67, 2.0 and 3.0 cm with the width of 15 cm and the length of 120 cm. CLT panel was formed of three layers or lamina with the cross-sectional size of 5 cm x 15 cm x 120 cm based on the value of its MOE with three types of combination in lamina thickness, namely type A1 (1 cm, 3 cm, and 1 cm), type A2 (1 cm, 2 cm, and 1 cm), and type A3 (1.67 cm, 1.67 cm, and 1.67 cm). The middle layer was based on the orientation angles of lamina: 0°, 30°, 45°, 60°, and 90°. The adhesive used was water based polymer isocyanate (WBPI) with the glue spreading of 280 g/m2 for both surfaces. Testing was based on ASTM D 143 (2005) and JAS 234:2003 standard. The result showed that the combined thickness of lamina had a significant effect on the mechanical properties of MOE, MOR and compressive strength parallel to fibers on CLT panels. The lamina orientation angles had a significant effect on the physical properties of volume shrinkage and expansion on CLT panels. On the other hand, as for the mechanical properties, the angle orientation of lamina showed a significant effect on MOE, MOR, compressive strength parallel to fibers, and the bonding strength of CLT panels. The interaction between a combined thickness of lamina and angle orientation only significantly influenced the compressive strength parallel to fibers of CLT panels. Meanwhile, based on the scoring of CLT panel, the combined thickness of lamina type A3 and the angle orientation of 30o had the best properties. This is because the number of connections on the angle orientation of 30o
Key words: Cross laminated timber, jabon wood, physical and mechanical properties,
less than those of other angle orientations. The resulted analysis of the whole or intact timber (control) showed that in general CLT panels have better properties of volume shrinkage and expansion than the intact original timber.
berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina. Dibimbing oleh NARESWORO NUGROHO, SUCAHYO SADIYO, dan MUH. YUSRAM MASSIJAYA.
Perkembangan teknologi rekayasa kayu yang semakin canggih telah dapat memodifikasi kayu dari hutan rakyat sebagai bahan struktural yang berkualitas. Salah satu produk rekayasa kayu yang telah umum digunakan yaitu balok laminasi. Balok laminasi merupakan struktur bukan kayu utuh (solid wood) melainkan komponen laminasi yang dibuat melalui proses perekatan dengan arah serat sejajar seluruh lapisannya. Seiring dengan perkembangan teknologi ditemukan suatu metode laminasi kayu baru yaitu Cross Laminated Timber
(CLT). CLT merupakan produk yang serupa dengan balok laminasi yang merupakan produk yang disusun dari lamina-lamina yang direkat, hanya dibedakan dengan penataan lapisan yang saling bersilangan antar lapisan laminanya. CLT juga merupakan perkembangan dari teknologi produk kayu lapis dengan lapisan silangnya
Seiring dengan ketersediaan bahan baku yang semakin bergeser dari kayu hutan alam ke hutan tanaman dan hutan rakyat. Pembuatan produk CLT dapat mengatasi keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu cepat tumbuh dari hutan rakyat seperti jenis kayu jabon (Anthocephallus cadamba). Cara yang bisa dilakukan untuk modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina. Perlakuan kombinasi ketebalan lamina diharapkan dapat mengefisienkan penggunaan kayu. Sedangkan perlakuan orientasi sudut lamina diharapkan dapat mengetahui kemampuan optimal produk CLT dalam menerima beban.
yang telah dikenal memiliki sifat-sifat yang baik karena adanya penataan lapisan yang saling bersilangan.
Tujuan penelitian ini adalah mendesain panel CLT dengan cara memodifikasi pola penyusunan kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina agar didapatkan nilai kekuatan yang paling tinggi dan menentukan karakteristik panel CLT tersebut sebagai kayu struktural. Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan alternatif penggunaan kayu dari hutan rakyat sebagai bahan konstruksi dalam bentuk produk panel CLT dan meningkatkan peluang pengembangan kayu dari hutan rakyat untuk produk kayu bangunan.
A3. Faktor B adalah orientasi sudut lamina terdiri dari 5 taraf yaitu orientasi sudut B1 = 0o, B2 = 30o, B3 = 45o, B5 = 60o, dan B5 = 90o
Hasil penelitian menunjukkan nilai rataan MOE lamina kayu jabon secara keseluruhan dengan pengujian metode elastisitas konvensional diperoleh sebesar 2,99 x 10
. Respon yang yang diukur adalah sifat fisis dan sifat mekanis panel CLT. Sifat fisis yang diukur yaitu kadar air, kerapatan, dan kembang susut volume. Sedangkan sifat mekanis yang diukur yaitu Modulus of Elasticity (MOE), Modulus of Rupture (MOR), kekuatan tekan sejajar serat/ Maximum Cruishing Strength (MCS), keteguhan geser rekat, dan delaminasi.
4
-10,17 x 104 kg/cm2. Nilai rataan kerapatan panel CLT berkisar antara 0,38 g/cm3-0,42 g/cm3, kadar air berkisar antara 14,68%-15,19%, pengembangan volume berkisar antara 2,90%-4,75% dan susut volume berkisar antara 3,08%- 5,73%. Nilai rataan MOE non destruktif test (NDT) panel CLT berkisar antara 3,36 x 104 kg/cm2-5,31 x 104 kg/cm2, MOE instron berkisar antara 3,19 x 104 kg/cm2-5,06 x 104 kg/cm2, MOR berkisar antara 218,44 kg/cm2-497,74 kg/cm2, MCS berkisar antara 92,14 kg/cm2-245,13 kg/cm2 dan keteguhan geser rekat berkisar antara 37,94 kg/cm2-116,98 kg/cm2
Hasil analisis menunjukkan bahwa pengaruh kombinasi tebal lamina memberikan pengaruh nyata terhadap sifat mekanis MOE, MOR, dan MCS panel CLT. Orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap sifat fisis, kembang susut volume panel CLT, sifat mekanis MOEndt, MOE instron, MOR, MCS, dan keteguhan geser rekat panel CLT. Sedangkan interaksi antara kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina hanya berpengaruh nyata terhadap MCS panel CLT.
. Nilai rataan delaminasi air dingin panel CLT berkisar antara 1,80%-5,88%, sedangkan nilai rataan delaminasi air mendidih berkisar antara 17,37%-52,43%. Nilai rataan delaminasi air dingin panel CLT memenuhi standar JAS 234:2003, sementara delaminasi air mendidih tidak ada satu panel CLT yang memenuhi standar.
Hasil skoring secara keseluruhan panel CLT yang memiliki produk terbaik yaitu panel CLT dengan kombinasi tebal lamina (KTL-A3) dan panel CLT dengan susunan orientasi sudut lamina 30o. Hal ini disebabkan karena jumlah dari sambungan pada orientasi sudut 30o
Disarankan perlu dikembangkan penelitian lebih lanjut dari hasil penelitian panel CLT terbaik dengan perlakuan faktor lain seperti pembuatan dari jenis kayu rakyat lainnya, penggunaan jenis perekat yang lebih tahan terhadap kelembaban dan panas serta penelitian lebih lanjut terhadap sifat keawetan atau uji ketahanan terhadap organisme perusak kayu. Selain itu, perlu dilakukan penelitian lanjutan dari panel CLT sebagai fungsi komponen struktural pemakaian seperti dinding, lantai, rangka atap dan lainnya.
lebih sedikit dari orientasi sudut lainnya. Hasil analisis panel CLT terhadap balok utuhnya (kontrol) menunjukkan panel CLT memiliki sifat kembang susut yang lebih baik dibandingkan dengan balok utuhnya.
DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIANA ANGGRAINI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
NIM : E251090041
Disetujui
Komisi Pembimbing
Ketua
Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS
Anggota Anggota
Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan
Dr. Ir. I. Wayan Darmawan, MSc. Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc. Agr.
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Penelitian ini dilakukan untuk menguraikan karakteristik cross laminated timber kayu jabon berdasarkan ketebalan dan orientasi sudut lamina. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Kayu Solid bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, dan Laboratorium Keteknikan Kayu bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, dilaksanakan dari April - Agustus 2011.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS, Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS, dan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS, selaku komisi pembimbing penulis yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan, dan membantu serta memberikan kritik dan saran kepada penulis dalam pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian tesis. Dosen-dosen Mayor Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan atas segala ilmunya selama penulis menempuh pendidikan S-2.
Rasa terima kasih yang tak terhingga penulis ucapkan kepada ayahanda Ir. Amrizal Yusuf, Ibunda Ratna Surbakti, serta kakak Dian Lestari, SE, abang Rangga Arintah Wisastra, SP, Agung Wira Permana, SP, adik Imam Pramana, keponakan Najwa Adilla, abang ipar Syalman Alfarinzih, SE dan kakak ipar Rini Widy, SS, selaku keluarga penulis yang telah memberikan kasih sayangnya yang tidak pernah habisnya, motivasi, dan dukungan serta doa untuk keberhasilan penulis, semoga mereka selalu dalam lindungan rahmat dan kasih sayang Allah SWT, Amin. Penulis ucapkan terima kasih kepada Heri Muda Setiawan, S.Hut, yang telah setia memberikan perhatian, bimbingan, dan kasih sayangnya selama ini.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada teman-teman sekelas angkatan 2009 atas kebersamaan selama kuliah di IPB. Selain itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu atas dukungan dan dorongan sehingga tesis ini dapat terselesaikan.
Penulis menyadari masih ada kekurangan dan kelemahan dalam penulisan tesis ini. Karena itu, secara terbuka penulis mengharapkan masukan dari berbagai pihak. Penelitian ini tidak hanya berhenti di sini, tetapi akan terus berkembang seiring dengan semangat kita untuk memberikan yang terbaik bagi hutan, industri perkayuan, dan konstruksi bangunan kita. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Januari 2012
Penulis dilahirkan di Solok, Sumatera Barat, pada tanggal 22 Oktober 1985 dari Ayah Ir. Amrizal Yusuf dan Ibu Ratna Surbakti. Penulis merupakan putri keempat dari lima bersaudara.
Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri I Lubuk Pakam dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiwa Baru (SPMB). Penulis memilih Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Pertanian, dan lulus pada tahun 2007.
Selama mengikuti perkuliahan S-1 penulis menjadi asisten pratikum pada mata kuliah Statistika, Fisika Kayu, Pengeringan Kayu dan mata kuliah Anatomi dan Sifat Struktur Kayu. Penulis juga mengikuti organisasi Himpunan Mahasiswa Sylva Kehutanan (HIMAS USU) dan Badan Kemakmuran Mahasiswa Kehutanan (BKM). Selama perkuliahan penulis memperoleh Beasiswa Prestasi Supersemar. Pada tahun 2008-2009 penulis bekerja di PT. Anugerah Cemerlang Indonesia, sebagai Staff Administrasi. Pada tahun 2009, penulis melanjutkan pendidikan S-2 pada Mayor Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB.
i Cross Laminated Timber (CLT) Pengertian ... 4
Pembuatan Papan Lamjna dan Pengeringan ... 17
Pemilahan Lamina ... 17
ii
Pembuatan Contoh Uji ... 21
Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT) Pengujian Sifat Fisis ... 22
Pemilahan dan Penyusunaan Lamina Kayu Jabon... 31
Karakteristik Panel Cross Laminated Timber (CLT) Sifat Fisis Panel CLT ... 33
Pengukuran Modulus of Elasticity (MOE) dengan metode non destruktif test (NDT) ... 43
Modulus of Elasticity (MOE) ... 46
Modulus of Rupture (MOR) ... 51
Kekuatan Tekan Sejajar Serat/Maximum Cruishing Strength (MCS) ... 56
Keteguhan Geser Rekat ... 58
Persentase Kerusakan Kayu Panel CLT ... 60
iii
Halaman
1 Pola penyusunan panel CLT berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi
sudut lamina ... 19
2 Nilai MOE dan jumlah setiap kelompok lamina pada masing-masing
ukuran tebal dan jenis penggunaan lamina ... 32
3 Nilai rata-rata sifat fisis panel CLT dan kontrol (balok utuh) secara
keseluruhan ... 34
4 Nilai rata-rata sifat mekanis panel CLT dan kontrol (balok utuh) secara
keseluruhan ... 42
iv
Halaman
1 Bentuk panel cross laminated timber (CLT) ... 4
2 Penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap ... 6
3 Diagram alir pembuatan panel CLT ... 16
4 Pemilahan lamina dengan metode elastisitas kayu konvensional ... 18
5 Panel CLT tiga lapisan lamina ... 19
6 Bentuk panel CLT berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina (0o, 30o, 45o, 60o, dan 90o 7 Pola pemotongan contoh uji panel CLT ... 22
) ... 20
8 Cara pengujian modulus of elasticity dan modulus of rupture ... 24
9 Pengujian MOE dan MOR panel CLT ... 25
10 Pengujian kekuatan tekan sejajar serat panel CLT ... 26
11 Pengujian keteguhan geser rekat panel CLT ... 26
12 Pengukuran pH perekat isosianat (a) dan rupa perekat isosianat (b) ... 30
13 Pengukuran sudut kontak antara perekat isosianat dan permukaan kayu jabon ... 31
14 Panel CLT yang dihasilkan pada penelitian ... 33
15 Pola sebaran rataan kerapatan panel CLT menurut kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 35
16 Pola sebaran rataan kadar air panel CLT menurut kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 36
17 Pola sebaran rataan pengembangan volume panel CLT menurut kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 38
18 Pola sebaran rataan pengembangan volume panel CLT menurut pengaruh orientasi sudut lamina ... 39
19 Pola sebaran rataan susut volume panel CLT menurut kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 40
20 Pola sebaran rataan susut volume panel CLT menurut pengaruh orientasi sudut lamina ... 41
21 Pengujian MOE panel CLT dengan metode NDT ... 43
22 Pola sebaran rataan MOE panel CLT metode NDT menurut kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 44
v
25 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ... 47
26 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut pengaruh kombinasi
tebal lamina ... 47
27 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut pengaruh orientasi
sudut lamina ... 48
28 Hubungan nilai MOE pengujian dengan MOE persamaan Hakinson ... 50
29 Diagram pencar dan garis linier hubungan antara MOEndt dan
MOE instron panel CLT ... 51
30 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ... 51
31 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut pengaruh kombinasi
tebal lamina ... 52
32 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut pengaruh orientasi
sudut lamina ... 53
33 Hubungan nilai MOR pengujian dengan MOR persamaan Hakinson ... 54
34 Pola sebaran rataan MCS panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ... 56
35 Pola sebaran rataan keteguhan geser rekat panel CLT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 58
36 Pola sebaran rataan keteguhan geser rekat panel CLT menurut
pengaruh orientasi sudut lamina ... 59
37 Pola sebaran rataan persentase kerusakan kayu panel CLT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 61
38 Contoh kerusakan contoh uji keteguhan geser rekat panel CLT
berdasarkan orientasi sudut lamina……….. 61
39 Pola sebaran rataan delaminasi air dingin panel CLT menurut
kombinasi tebal amina dan orientasi sudut lamina ... 62
40 Pola sebaran rataan delaminasi air mendidih panel CLT menurut
kombinasi tebal amina dan orientasi sudut lamina ... 63
41 Contoh kerusakan panel CLT bagian bawah (zona tarik)………... 66
vi
Halaman
1 Nilai pengujian kada air (KA), kerapatan (ρ), dan penyusutan
kayu jabon (Anthocephalus cadamba) yang digunakan ... 76
2 Hasil pengukuran resin solid content (RSC) perekat isosianat ... 77
3 Hasil pengukuran sudut kontak perekat isosianat ... 77
4 Nilai kerapatan (ρ), modulus elastisitas (MOE) metode NDT dan
pengelompokan lamina-lamina kayu jabon ... 78
5 Komposisi MOE (x 104 kg/cm2 CLT (kombinasi tebal lamina tipe A
) lamina-lamina penyusun panel
1, A2, dan A3
6 Data nilai kadar air (KA) dan kerapatan (ρ) panel CLT berdasarkan
). ... 87
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 90
7 Data nilai kembang susut volume panel CLT berdasarkan kombinasi
tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 92
8 Data nilai modulus elastisitas (MOE) panel CLT metode NDT
berdasarkan kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina... 94
9 Data nilai modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR)
panel CLT berdasarkan kombinasi tebal lamina dan orientasi
sudut lamina ... 96
10 Data nilai kekuatan tekan sejajar serat panel CLT berdasarkan
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 98
11 Data nilai keteguhan geser rekat panel CLT berdasarkan kombinasi
tebal lamina dan orientasi sudut lamina ... 100
12 Data nilai delaminasi air dingin, delaminasi air mendidih, dan persentase kerusakan kayu panel CLT berdasarkan kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina……...……….. 102
13 Data nilai kadar air (KA) dan kerapatan (ρ) balok utuh kayu jabon ... 104
14 Data nilai kembang susut volume balok utuh kayu jabon ... 104
15 Data nilai modulus elastisitas (MOE) metode NDT balok utuh
kayu jabon ... 105
16 Data nilai modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR)
balok utuh kayu jabon ... 105
17 Data nilai kekuatan tekan sejajar serat balok utuh kayu jabon ... 106
18 Data nilai keteguhan geser rekat balok utuh kayu jabon ... 106
19 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina terhadap kerapatan, kadar air,
vii
air dingin dan delaminasi air mendidih panel CLT ………... 109
21 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina terhadap kerapatan, kadar air,
pengembangan volume dan susut volume kayu jabon……… 114
22 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina terhadap MOE metode NDT, MOE,
MOR, KTSS, keteguhan geser rekat kontrol balok utuh kayu jabon……. 118
23 Gambar pola kerusakan panel CLT yang dihasilkan secara
keseluruhan ……… 123
24 Gambar pola kerusakan balok utuh kayu jabon……….. 132
25 Hasil analisis persamaan regresi antara pengujian nilai MOEndt dan
MOE instron ………...………. 133
Latar Belakang
Perkembangan teknologi rekayasa kayu yang semakin canggih telah dapat memodifikasi kayu dari hutan rakyat sebagai bahan struktural yang berkualitas. Salah satu produk rekayasa kayu yang telah banyak dikenal adalah produk glued
laminated timber atau balok laminasi. Balok laminasi merupakan struktur bukan
kayu utuh (solid wood) melainkan komponen laminasi yang dibuat melalui proses perekatan. Serrano (2002) mengemukakan bahwa glulam adalah susunan beberapa lapis kayu yang direkatkan satu sama lain secara sempurna menjadi satu kesatuan tanpa terjadi diskontinuitas perpindahan tempat.
Seiring dengan perkembangan teknologi ditemukan suatu metode laminasi kayu baru yaitu produk cross laminated timber (CLT). CLT merupakan produk yang serupa dengan balok laminasi yaitu produk yang disusun dari lamina-lamina yang direkat, hanya dibedakan dengan penataan lapisan yang saling bersilangan antar lapisan laminanya. CLT juga merupakan perkembangan dari teknologi produk kayu lapis dengan lapisan silang dari veneer yang telah dikenal memiliki sifat-sifat yang baik karena adanya penataan lapisan yang saling bersilangan. Produk
Keuntungan CLT yaitu dapat menjadi panel besar yang dibuat dari kayu dengan log berdiameter kecil, kayu dengan kualitas rendah, serta lamina penyusunnya dapat dimanfaatkan dari sortimen-sortimen kayu kecil (Berglund dan Rowell 2005). CLT memiliki stabilitas dimensi yang baik karena rasio kembang susut pada dua arah (panjang dan lebar) dapat mendekati satu. Lapisan yang saling tegak lurus memungkinkan mendistribusikan beban ke semua sisi dengan lebih merata.
CLT ini menggunakan kayu sebagai lamina yang disusun saling bersilangan dengan mendistribusikan kekuatan sepanjang serat kayu pada kedua arah (Wood Naturally Better 2010).
Seiring dengan ketersediaan bahan baku yang semakin bergeser dari kayu hutan alam ke hutan tanaman dan hutan rakyat. Pembuatan CLT dapat mengatasi keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu hutan rakyat seperti jenis kayu jabon
tanaman hutan rakyat jenis fast growing species atau tanaman cepat tumbuh. Cara yang bisa dilakukan untuk modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina.
Seperti diketahui kayu mempunyai sifat anisotropik yaitu sifat kayu yang menunjukkan perbedaan sifat-sifat pada bidang orientasinya atau kemampuan kayu dalam menerima beban yang bekerja padanya tidak sama, yaitu tergantung dari arah seratnya. Oleh karena itu, perlakuan orientasi sudut lamina ini diharapkan dapat mengetahui kemampuan optimal produk CLT dalam menerima beban. Sedangkan, perlakuan kombinasi ketebalan lamina diharapkan dapat mengefisienkan penggunaan kayu.
Perumusan Masalah
Pembuatan produk
Tujuan Penelitian
CLT merupakan perkembangan teknologi rekayasa kayu untuk mengatasi keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu cepat tumbuh berdiameter kecil. Penggunaan kayu sebagai bahan struktural harus memenuhi persyaratan tertentu menyangkut kekuatan, kekakuan, dan kestabilan struktur. Oleh karena itu, penelitian ini mengkaji pembuatan CLT dengan variasi ketebalan dan orientasi sudut lamina yang berbeda agar didapatkan CLT dari kayu jabon
(Anthocephalus cadamba) yang dapat memenuhi persyaratan sebagai bahan
struktural.
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk memperoleh panel CLT berkualitas tinggi dari kayu jabon (Anthocephalus cadamba).
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Mengetahui sifat fisis dan mekanis panel CLT dari kayu jabon.
2. Mengetahui pengaruh kombinasi tebal, orientasi sudut lamina, dan interaksi antar keduanya terhadap sifat fisis dan mekanis panel CLT.
Hipotesis Penelitian
Hipotesa yang diajukan pada penelitian ini adalah:
1. Faktor kombinasi tebal lamina mempengaruhi karakteristik panel CLT. 2. Faktor orientasi sudut lamina mempengaruhi karakteristik dari panel CLT. 3. Interaksi antara kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina
mempengaruhi karakteristik panelCLT.
Manfaat Penelitian
Cross Laminated Timber (CLT)
Pengertian
Cross laminated timber (CLT) atau kayu laminasi bersilang merupakan
salah satu produk kayu rekayasa yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya dan kemudian direkatkan. CLT merupakan produk untuk penggunaan konstruksi dalam perpindahan beban (Associates 2010).
CLT pertama dikembangkan di Swiss pada tahun 1970-an, CLT sebagai salah satu rekayasa panel kayu yang menarik dan inovatif. CLT merupakan perkembangan dari teknologi kayu lapis, yaitu penyusunan lapisan silang dari veneer, dimana CLT disusun dari kayu secara bersilang dengan mendistribusikan kekuatan sepanjang serat kayu pada kedua arah (Wood Naturally Better 2010).
CLT dibuat dengan menyusun lamina dari kayu secara bersilangan antara satu lapisan dengan lapisan lainnya. Hasilnya adalah bahan prefinished (opsional) yang dimensinya stabil, mampu mencakup bentang besar, mengurangi limbah konstruksi, meningkatkan air tightness (kedap udara), dan mudah didirikan, seperti Gambar 1.
Gambar 1 Bentuk panel cross laminated timber (CLT) Sumber: Kreuzlagenholz, Pinzip (2010)
dalam kisaran 5 cm, tetapi panel dengan tebal 50 cm dapat dibentuk. Ukuran lebar
panel berkisar antara 120-300 cm dan panjangnya berkisar 400-1500 cm (Perkins dan McCloskey 2010).
Menurut Frangi et al. (2006), produk CLT atau dikenal juga sebagai produk X-Lam adalah salah satu konstruksi kayu besar prafabrikasi yang digunakan untuk konstruksi menahan beban seperti dinding dan rakitan untuk lantai. Produk X-Lam telah menjadi semakin populer tidak hanya untuk perumahan tetapi juga untuk kantor dan bangunan industri khususnya di Negara Austria dan Italia. Produk X-Lam diperoleh dengan cara menyusun papan secara bersilang dan direkatkan di atas seluruh permukaan papan secara bersamaan. Tergantung pada tujuan dan permintaaan kebutuhan, produk X-Lam tersedia dengan 3, 5, 7, atau lebih lapisan papan. Lebar papan tunggal biasanya bervariasi antara 80 dan 240 mm, dengan ketebalan antara 10 dan 35 mm.
Penggunaan
Produk CLT ini sebagian besar digunakan untuk membentuk elemen lantai, dinding, dan elemen atap. Biasanya dibuat panel hingga panjang 18 m, yang digunakan untuk struktur panel atap, dinding, dan panel lantai yang mampu mencakup panjang hingga 8 m. Produk CLT dapat dibentuk untuk penggunaan jendela, pintu, dan fitur arsitektur yang dibuat melengkung dengan radius minimum 8 m (
Menurut Binderholz (2010), penggunaan dari produk CLT yaitu:
Wood Naturally Better 2010).
1. CLT untuk elemen dinding
Elemen dinding dari produk CLT dapat memenuhi beban statis, penguatan dan pencegahan kebakaran. Kontruksi CLT untuk elemen dinding dapat memenuhi standar pemanasan isolasi dan kemampuan untuk mengurangi tingginya kepadatan ruangan, hal ini mengakibatkan kenyamanan dan keseimbangan kondisi udara dalam ruangan.
2. CLT untuk elemen langit-langit
dimensi yang stabil, ketahanan api yang memadai dan kedap suara, tetapi juga menyediakan permukaan yang rata.
3. CLT untuk elemen atap
CLT dapat digunakan untuk semua jenis atap, dengan demikian impermeabilitas hujan dan finished visible surfaces pada bagian dalam secara cepat dapat terjadi. Konstruksi atap seperti produk CLT dari BBS memberikan elemen atap yang aman, kuat dan memenuhi beban statis. Gambar 2 memperlihatkan penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap.
Gambar 2 Penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap Sumber: Binderholz. 2010
Keunggulan
Menurut Wood Naturally Better (2010) keunggulan produk CLT ini adalah kekuatan dan keseragaman sifatnya. Setiap panel terdiri dari lapisan kayu yang bersilangan satu sama lain. CLT juga memiliki sifat kedap suara, kualitas estetika tinggi yang menarik bagi arsitek dan desainer.
1. Lingkungan, CLT yang digunakan dari kayu yang dihasilkan dari alam dan dipengaruhi oleh lingkungan dan merupakan sumber energi yang terbarukan.
2. CLT dapat meminimalkan cacat yang ada pada kayu sehingga dapat mengurangi biaya konstruksi.
3. Ketahanan terhadap api, CLT memberikan keuntungan yang signifikan dalam hal perlindungan terhadap api dibandingkan dengan produk dari bahan beton atau baja, karena ketahanan terhadap penyebaran dan stabilitas struktural dari ketebalan yang signifikan pada kayu solid.
4. Penampilan dan akustik, CLT untuk panel dinding dengan eternit akan memberikan nilai akustik.
5. Pemeliharaan, CLT dirancang dan didesain dengan benar, sehingga panel CLT sedikit atau tidak ada pemeliharaan.
Keunggulan dalam penggunaan produk panel CLT menurut Perkins dan McCloskey (2010) antara lain:
1. Biaya efektif
- Pemasangan untuk bangunan konstruksi lebih cepat karena merupakan elemen prafabrikasi.
- Pengurangan limbah di tempat proses pemasangan untuk elemen dinding, lantai, dan atap dapat dikurangi.
- Pemasangan lebih mudah di tempat pipa air, listrik, dan saluran. 2. Keunggulan kinerja bangunan
- Kedap suara: karena perlindungan akustik yang melekat pada elemen massa kayu.
- Kekuatan beban bergerak seperti gempa bumi. Pemerintah Jepang telah melakukan tes gempa bumi pada CLT dengan faktor skala 12 Richter. - Stabilitas dimensi: pengaruh dari multi-lapisan papan, sifat kembang susut
dapat dihindari.
3. Dampak terhadap lingkungan kecil
Proses Pengolahan
Kayu yang akan digunakan dikeringkan pada kilang pengering hingga mencapai kadar air ± 12% dan kemudian permukaan kayu dihaluskan. Papan atau lamina tersebut dilaminasi secara bersilangan satu sama lain dan direkatkan dengan perekat di bawah tekanan. Panel CLT dapat dibuat sampai dengan panjang 45 - 152 cm dan tebal 5 – 60 cm, dengan lapisan 3, 5, 7, atau lebih. CLT biasanya diproduksi dengan panjang maksimum 16,50 m, lebar maksimum 2,95 m, dan ketebalan maksimum 0,50 m (
Penelitian Produk CLT di Luar Negeri
KLH Massivholz GmbH 2010).
Beberapa penelitian CLT di negara luar seperti pada Negara Germany, Switzerland, Swiss, London, Austrian, Japan, Italy dan negara lainnya antara lain: 1. Penelitian Dujic et al. 2008. Shear Capacity of Cross-Laminated Wooded
Walls. Tujuan dari penelitian ini adalah memberikan informasi kemampuan
geser dan kekakuan elemen dinding dari kayu yang dilaminasi silang. Hasil penelitian menunjukkan nilai rata-rata E-modulus elemen dinding dengan ukuran dimensi 30 x 30 x 9,4 cm pada pengujian pembebanan arah sejajar (Ep,0) sebesar 898 kN/cm2 (8,98 x 104 kg/cm2) dan nilai rata-rata E-modulus pembebanan arah tegak lurus (Ep,90) sebesar 443 kN/cm2 (4,43 x 104 kg/cm2
2. Wang et al. 2011. Manufacturing of Cross Laminated Timber (CLT). Penelitian ini menggunakan tiga jenis perekat yaitu phenolic type (PRF),
emulsion polymer isocyanate (EPI), dan one-component polyurethane (PUR).
Ukuran CLT 2 x 2 ft dengan tiga lapisan yaitu 3, 5, dan 7 lapisan, dengan tekanan yang digunakan 40 dan 120 psi. Pengujian delaminasi berdasarkan metode CSA O112-06 dengan bentuk contoh uji silinder (d = 3,5 in). Hasil pengujian daya tahan delaminasi paling tinggi secara berurutan yaitu jenis perekat (PRF) dengan tekanan 40 psi sebesar 17,5-30,5%, perekat (PRF) tekanan 120 psi sebesar 8-25%, perekat (EPI) tekanan 40 psi sebesar 3-16%, perekat (EPI) tekanan 120 psi sebesar 4-13%, dan perekat (PUR) tekanan 120 psi sebesar 0,5-2,5%.
3. Lam F. 2011. CLT – Research and Testing at UBC. Hasil penelitian oleh Blab and Gorlacher menghasilkan nilai kekuatan geser panel CLT berkisar antara 3,20-3,95 Mpa (32,64-40,29 kg/cm2). Penelitian Jeitler menghasilkan nilai kekuatan geser antara 3,00-4,13 Mpa (30,6-42,13 kg/cm2
4. ANSI American National Standards Institute. 2011. Standard for Performance
Rated Cross Laminated Timber. 75% Draft Standard PRG-320. Standar untuk
nilai kinerja produk Cross Laminated Timber. Kisaran nilai untuk MOE sebesar 9,84-11,25 x 10
).
4
kg/cm2, MOR sebesar 128,97 – 243,54 kg/cm2, kekuatan tekan sejajar serat sebesar 153,57-227 kg/cm2, dan keteguhan geser sebesar 38,67-51,67 kg/cm2
5. Penelitian Frangi et al. 2006. Natural Full-Scale Fire Test on a 3 Storey XLam
Timber Building. Penelitian ini menguji ketahanan api yang diberikan secara
sengaja untuk dapat diketahui kinerja bangunan tiga lantai yang terbuat dari panel kayu X-Lam. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan informasi bahwa penggunaan panel kayu X-Lam sebagai elemen struktural, meningkatkan penggunaannya untuk perumahan gedung bertingkat. Hasil pengujian memperlihatkan api mulai menyala setelah 35 menit dan mulai membesar setelah 45 menit, dan dipadamkan setelah 60 menit. Hasil ini memperlihatkan api masih bisa diatasi lebih cepat sebelum api menyebar ke bagian atas gedung. Hasil lain menunjukkan bahwa kemungkinan api menyebar ke bagian gedung lainnya masih dapat diatasi, hal ini terlihat dari gedung bagian atas tidak adanya asap dan tidak menimbulkan suhu yang tinggi.
.
6. Yates et al. 2008. Design of an 8 Storey Resedential Tower from KLH Cross
Laminated Solid Timber Panels. Ada beberapa masalah atau resiko dalam
Gambaran Umum Jenis Kayu
Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba)
Taksonomi
Menurut Martawijaya et al. (1989), gambaran umum kayu jabon
(Anhtocephalus cadamba) mengenai taksonomi, morfologi, penyebaran, dan
kegunaan yaitu:
Taksonomi dari tanaman Dunia : Plantae
Anthocephalus cadamba sebagai berikut :
Kelas : Dicotyledonae Suku : Rubiaceae
Marga : Antochephalus
Jenis : Anthochephalus cadamba
Nama Lain : Anthocephalus chinensis (Lamk.) A. Rich. ex Walp. syn.
Anthocephalus cadamba Miq, famili Rubiaceae
Nama umum : jabon, jabun, hanja, kelampeyan, kelampaian (Jawa); galupai. galupai bengkal, harapesn, johan, kalampain, kelampai, kelempi, kiuna, lampaian, pelapaian, selapaian, serebunaik (Sumatera).
Morfologi
Penyebaran
Jabon (Anthocephalus cadamba) merupakan salah satu jenis kayu yang pertumbuhannya sangat cepat dan dapat tumbuh subur di hutan tropis dengan ekologi tumbuh pada ketinggian (0-1200 dpl), curah hujan (1250-3000 m/th), perkiraan suhu (10 °C-40 °C), kondisi tanah dengan pH (4,5-7,5). Ditemui di seluruh Sumatera, Jawa Barat, Jawa Timur, Kalimantan Selatan, Kalimantan Timur, seluruh Sulawesi, Nusa Tenggara Barat, dan Irian Jaya.
Kegunaan
Kayu jabon dapat digunakan untuk korek api, slet (pinsil), dan sumpit karena kayu jabon ringan, serat lebih halus sehingga proses pengerjaan menggunakan mesin lebih mudah. Sebagai peti pembungkus atau peti kemas, kayu jabon juga digunakan sebagai bahan kerajinan tangan berupa hiasan atau mainan karena mempunyai sifat kayu yang lunak, serat lebih halus sehingga mudah dalam pengerjaanya. Kayu jabon juga dapat digunakan sebagai bahan baku kertas (pulp) dikarenakan mempunyai sifat kimia yang memiliki kandungan selulosa cukup tinggi ± 52.4% dan panjang serat 1.979 µ.
Sifat Dasar Kayu Jabon
Kayu jabon sebagai veneer atau bahan baku kayu lapis karena memiliki serat yang halus, berat kayu tergolong ringan, pada umumya bentuk batang silindris sehingga tidak banyak bahan yang terbuang sewaktu masuk mesin dan vener yang dihasilkan tidak mudah robek atau patah karena panjang serat cukup tinggi. Untuk sekarang ini banyak digunakan seperti pada salah satu perusahaan kayu lapis di kabupaten Cirebon Jawa Barat.
(Anthocephalus cadamba)
Kayu jabon memiliki tekstur kayu agak halus sampai agak kasar, arah serat lurus, kadang-kadang agak berpadu, warna kayu teras berwarna putih kuning muda, dan menjadi kuning gading, kayu gubal dan kayu teras tidak dapat dibedakan, kesan raba permukaan kayu licin atau agak licin, permukaan kayu jelas mengkilap atau agak mengkilap, pori bergabung 2-3 dalam arah radial, jarang soliter, diameter 130-220 µ, frekuensi 2-5 per mm
Anatomi
2
tersebar, seringkali 2-3 garis bersambungan dalam arah tangensial di antara jari-jari dan bersinggungan dengan pori, atau membentuk garis-garis panjang yang halus dan merupakan jaringan seperti jala dengan jari-jari. Jari-jari uniseriat, tinggi 580 µ, lebar 44 µ, frekuensi 2-3 per mm. Panjang serat 1.979 µ dengan diameter 54 µ, tebal dinding 3,2 µ, dan diameter lumen 47,6 µ.
Sifat Fisis
Kayu jabon memiliki berat jenis rata-rata sebesar 0,42 (0,29-0,56), penyusutan kayu sampai kadar air 12% yaitu penyusutan pada bidang radial sebesar 3% dan 6,9% pada bidang tangensial.
Sifat Mekanis
Sifat mekanis kayu jabon pada pengujian basah (b) dan kering udara (k) masing-masing yaitu modulus of elasticity 42.900 kg/cm2 (b) dan 68.000 kg/cm2 (k), modulus of rupture 516 kg/cm2 (b) dan 691 kg/cm2 (k), keteguhan tekan sejajar serat 279 kg/cm2 (b) dan 374 kg/cm2 (k), keteguhan geser tangensial 46,4 kg/cm2 (b) dan 59,1 kg/cm2 (k), pada radial 36,6 kg/cm2 (b) dan 48,4 kg/cm2 (k), kekerasan ujung 275 kg/cm2 (b) dan 409 kg/cm2 (k), kekerasan sisi 239 kg/cm2 (b) dan 268 kg/cm2 (k), dan termasuk kelas kuat III-IV.
Kayu jabon memiliki kandungan Sifat Kimia
selulosa sebesar 52,4%, lignin 25,4%, pentosan 16,2%. Kelarutan kayu jabon pada zat ekstraktif air dingin sebesar 1,6% dan air panas 3,1%, pada alkohol benzena 4.7%, dan kelarutan pada NaOH 1% sebesar 8,4%. Kayu jabon memiliki kadar abu sebesar 0.8%, kadar silika 0,1%, dan nilai kalor sebesar 4.731 call/g.
Keawetan Alami Kayu
Bahan Baku Perekat Isosianat
Perekat merupakan salah satu faktor yang dapat mempengaruhi keberhasilan dalam pembuatan produk panel CLT. Pemilihan jenis dan banyaknya perekat yang dibutuhkan sangat penting untuk diperhatikan. Salah satu jenis perekat yang umum digunakan dalam pembuatan produk rekayasa kayu adalah perekat isosianat. Faherty dan Williamson (1999), mengemukakan bahwa perekat dipilih lebih kuat dan mempunyai ketahanan yang lebih besar daripada kayu yang direkat. Pemilihan jenis perekat pada CLT dipertimbangkan secara teknis maupun ekonomis sesuai penggunaanya. Perlu diketahui jenis perekat yang dipilih adalah yang paling sesuai dengan penggunaan sistem laminasi.
Perekat isosianat mempunyai sifat reaktifitas, kekuatan ikatan, dan daya tahan yang tinggi, serta merupakan perekat yang tidak berbasis formaldehida (Kawai et al. 1998). Perekat isosianat juga memiliki beberapa kelebihan seperti: pematangan (curing) perekat yang lebih cepat, memiliki sifat toleransi yang tinggi terhadap kadar air, suhu pengempaan yang rendah, sifat fisis dan mekanis serta daya tahan panel yang lebih baik (Galbraith dan Newman 1992; Petrie 2004).
Perekat isosianat didasarkan pada reaktivitas radikal isosianat (-N=C=O) yang tinggi. Penggabungan dengan polaritas yang kuat membuat senyawa yang mengandung radikal ini tidak hanya memiliki potensi adhesi yang baik tetapi juga potensial untuk membentuk ikatan kovalen dengan bahan yang memiliki hidrogen reaktif (Marra 1992).
Keunggulan perekat isosianat adalah dapat digunakan pada variasi suhu, tahan air, panas, cepat kering, pH netral, dan kedap terhadap pelarut organik. Perekat isosianat memiliki kemampuan wetabilitas yang buruk. Hal ini ditandai dengan kemampuan perekat isosianat sulit menembus permukaan dan membentuk sudut kontak luar terkecil atau sudut kontak dalam terbesar. Hal ini disebabkan isosianat memiliki kekentalan yang tinggi dibandingkan larutan lain yang digunakan sebagai perekat (Ruhendi et al. 2007).
lebih cepat, lebih toleran terhadap kadar air flakes, energi pengeringan yang dibutuhkan lebih sedikit, dan tidak adanya emisi formaldehida.
Perekat isosianat yang digunakan untuk CLT berbentuk emulsi cair yang terpisah dengan hardener-nya dan dicampurkan bila akan digunakan. Perekat ini dapat matang pada suhu kamar, dan memerlukan tekanan tinggi, sangat tahan terhadap air dan udara lembab, serta sangat tahan terhadap kondisi basah dan kering (Vick 1999).
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan April - Agustus 2011. Penyiapan
bahan baku dilakukan di Laboratorium Penggergajian dan Pengerjaan Kayu,
pembuatan dan pengempaan panel CLT dilaksanakan di Laboratorium
Biokomposit, pengujian sifat fisis dilaksanakan di Laboratorium Kayu Solid
Bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, dan pengujian sifat mekanis di
Laboratorium Keteknikan Kayu Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu,
Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu jabon
(Anthocephallus cadamba) yang diperoleh dari daerah Sindangbarang, Cianjur,
Jawa Barat
Alat yang digunakan untuk pembuatan papan dan lamina adalah gergaji
mesin (circular saw), mesin serut (planner), dan mesin amplas. Kipas angin
digunakan untuk mengeringkan papan panel kayu jabon. Alat-alat lainnya adalah
peralatan untuk aplikasi perekat (wadah plastik, pengaduk, dan kuas), mesin cold
press untuk pengempaan panel CLT, kaliper digital dan meteran untuk
pengukuran dimensi, timbangan digital untuk mengukur berat contoh uji, oven
untuk pengujian sifat fisis, moisture meter untuk mengukur kadar air, pemilah
elastisitas kayu sederhana untuk pemilahan lamina, water bath, ember, dan alat uji
Universal Testing Machine merk Instron dengan kapasitas beban sebesar 50 kN
dan Universal Testing Machine merk Baldwin kapasitas 30 ton untuk pengujian
sifat mekanis.
. Umur pohon pada saat ditebang sekitar 6 tahun, dengan diamater
pohon sekitar 38-41 cm. Perekat yang dipakai adalah Water Based Polymer
Isocyanate (WBPI) yang diperoleh dari PT. Polychemi Asia Pasifik Permai,
Jakarta.
Metode Penelitian
Prosedur pembuatan panel CLT dapat dibagi ke dalam beberapa tahapan
yaitu pembuatan papan dan pengeringan, pembuatan lamina, pemilahan lamina,
uji, dan pengujian panel CLT. Gambar 3 memperlihatkan diagram alir pembuatan
panel CLT.
Gambar 3 Diagram alir pembuatan panel CLT Penyusunan Lamina
Persiapan Bahan Baku
Lamina Bersilang (30o, 45o, 60o, 90o) Lamina Sejajar
(Glulam)
Pembentukan Panel CLT (3 Lapisan Lamina)
Perekat Isosianat Cold Press
(t = ± 3 jam, P = 10 kg/cm2
Karakteristik Panel CLT Pengkondisian ± 1 minggu
Pembuatan contoh uji Pengujian sifat fisis dan mekanis
ASTM D 143-2005& JAS 234:2003 Pembuatan Lamina
Pembuatan Papan Lamina dan Pengeringan
Cross laminated timber (CLT) yang dibuat sebanyak 45 panel CLT tiga
lapisan lamina dengan ukuran akhirnya 5 cm x 15 cm x 120 cm pada dimensi
tebal, lebar, dan panjang. Selain itu, dibuat juga balok utuh kayu jabon berukuran
5 cm x 15 cm x 120 cm sebagai pembandingnya.
Log kayu jabon digergaji menjadi lembaran-lembaran papan panel dengan
ketebalan yang disesuaikan untuk penggunaan tebal lamina ± 1,5-3,5 cm dengan
panjang berkisar ± 125 cm dan lebar ± 16 cm. Papan-papan panel dikeringkan
secara alami dengan pengipasan sampai mencapai kadar air kering udara yaitu
sekitar ± 12-15%.
Pemilahan Lamina
Selanjutnya setiap lamina diserut dan diamplas sampai
mencapai ketebalan yang diinginkan (1,0 cm, 1,67 cm, 2,0 cm, dan 3,0 cm).
Setiap lamina diukur dimensinya (panjang, lebar dan tebal) dan ditimbang untuk
menentukan kerapatan masing-masing lamina.
Tahap selanjutnya adalah pemilahan lamina berdasarkan nilai modulus
elastisitasnya (MOE) dilakukan dengan cara pengujian sistem non destructivetest
menggunakan metode pemilahan elastisitas kayu konvensional. Prosedur
pemilahan elastisitas kayu konvensional (Gambar 4), ini serupa dengan pemilahan
menggunakan mesin pemilah kayu merk Panter, hanya tidak ada faktor koreksi
pada metode ini. Prosedurnya adalah sebagai berikut (Surjokusumo et al. 2003):
1. Lamina yang akan dipilah diletakkan di atas dua tumpuan.
2. Beban A (P1) diletakkan di atas lamina tepat di atas jarum deflokmeter, diukur
besarnya defleksi (y1
3. Beban standar B (P ).
2
4. Beban diturunkan, lamina dibalik dan dipilah ulang seperti sebelumnya.
) kemudian ditambahkan, angka pada deflokmeter dicatat.
Besarnya nilai modulus elastisitas (MOE) setiap lamina dihitung dengan
rumus pada persamaan 5. Nilai MOE yang diperoleh kemudian dikelompokkan
menjadi dua kelompok dengan rentang nilai tertentu dan diberi simbol E1 dan E2
dimana E1 > E2. E1 digunakan pada bagian face atau back, sebagai lamina sejajar
sedangkan E2 pada bagian dalam (core) sebagai lamina bersilang. Lamina sejajar
sedangkan lamina bersilang merupakan lamina dengan arah membentuk sudut
orientasi tertentu pada bidang permukaan lamina sejajar. Ukuran lamina serta
jumlahnya berdasarkan pengelompokkan lamina sejajar dan lamina bersilang
adalah :
1.
a.
Lamina sejajar sebanyak 90 lamina, dibagi menjadi tiga kelompok lamina
berdasarkan perbedaan ketebalan lamina yaitu:
b.
(tebal 2 cm x lebar 15 cm x panjang 120 cm), sebanyak 30 lamina
c.
(tebal 1,67 cm x lebar 15 cm x panjang 120 cm), sebanyak 30 lamina
2.
(tebal 1 cm x lebar 15 cm x panjang 120 cm), sebanyak 30 lamina
Lamina bersilang sebanyak 45 lamina, diperoleh dari penyusunan
lamina-lamina berdasarkan orientasi sudut lamina-laminanya (0o, 30o, 45o, 60o dan 90o) dan
a.
dikelompokkan menjadi tiga kelompok lamina berdasarkan perbedaan
ketebalan lamina yaitu:
b.
(tebal 3 cm x lebar 15 cm x panjang 120 cm), sebanyak 15 lamina
c.
(tebal 1,67 cm x lebar 15 cm x panjang 120 cm), sebanyak 15 lamina
(tebal 1 cm x lebar 15 cm x panjang 120 cm), sebanyak 15 lamina
Gambar 4 Pemilahan lamina dengan metode elastisitas kayu konvensional
Penyusunan Lamina
Prinsip penyusunan lamina adalah dengan menempatkan lamina yang
memiliki nilai MOE yang tinggi (E1) atau lamina sejajar di bagian luar (face dan
back), dan lamina yang memiliki nilai MOE rendah (E2) atau lamina bersilang di
bagian dalam (core) panel CLT. Panel CLT yang dibuat 3 lapisan lamina dengan
3 tipe kombinasi ketebalan lamina (KTL) yang digunakan yaitu KTL-A1 (1 cm, 3
cm, dan 1 cm), KTL-A2 (2 cm, 1 cm, dan 2 cm), dan KTL-A3 (1,67 cm, 1,67 cm,
Gambar 5 Panel CLT tiga lapisan lamina
Pola penyusunan bagian lamina bersilang dilakukan perlakuan orientasi
sudut lamina (0o, 30o, 45o, 60o, dan 90o). Gambar bentuk panel CLT yang dibuat
berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina (0o, 30o, 45o, 60o, dan 90o
)
tersebut dapat dilihat pada Gambar 6.
Terdapat 15 pola penyusunan panel CLT tiga lapisan lamina berdasarkan
kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina yang digunakan dalam penelitian ini
seperti yang disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Pola penyusunan panel CLT berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina
Panel CLT 3 Lapisan Lamina Tipe
CLT
Kombinasi
Tebal Orientasi Sudut Lamina
Perekatan
Perekat yang digunakan dilaburkan pada permukaan lamina dengan
menggunakan kuas. Pelaburan dilakukan pada dua permukaan (double spread)
dengan berat labur 280 g/m
2
Kebutuhan perekat = Luas bidang rekat x Berat labur
. Perekat yang dilaburkan disiapkan dengan
menghitung kebutuhan perekat tiap lamina, berdasarkan luas permukaan bidang
rekat dengan menggunakan rumus:
Permukaan bidang rekat kayu dibersihkan dari segala kotoran dan debu, kemudian
perekat dilaburkan pada permukaan bidang rekat secara double spread dengan
menggunakan kuas sesuai kebutuhan perekat setiap lamina.
Pengempaan
Pengempaan dilakukan dengan menggunakan mesin kempa dingin (cold
press) dengan tekanan yang digunakan sebesar 12 kg/cm2
Pengkondisian
. Pengempaan dengan
perekat isosianat membutuhkan waktu sekitar ± 3 jam. Pengukuran tekanan
kempa biasanya dihitung berdasarkan luas bidang rekatan dan gaya kempa
rencana.
Panel CLT dikeluarkan dari mesin pengempaan dan dikondisikan selama
± satu minggu sebelum dilakukan pengujian sifat fisis dan mekanisnya dengan
kelembaban relatifnya berkisar 60%-70% dan suhu ruangan (25 oC-32 o
Pembuatan Contoh UJi
C). Panel
CLT ditumpuk dengan menggunakan ganjal setiap lapisan panel CLT tingkat
demi tingkat. Tumpukan CLT berbentuk persegi dengan ganjal lurus.
Pembuatan contoh uji dilakukan setelah panel CLT disimpan dalam
ruangan (conditioning) selama ± satu minggu untuk menjamin dari proses
pematangan perekat. Pola pengambilan contoh uji dari satu panel CLT seperti
Gambar 7 Pola pemotongan contoh uji panel CLT
Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT)
Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat fisis dilakukan berdasarkan ketentuan yang diatur pada
standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear
Specimens of Timber. Sifat fisis yang diuji adalah kerapatan, kadar air, dan
kembang susut dengan ukuran contoh uji 5 cm x 5 cm x 5 cm untuk dimensi tebal,
lebar, dan panjang.
Kerapatan (ρ)
Kerapatan merupakan nilai dari berat contoh uji sebelum di oven dibagi
dengan volume sebelum di oven, yaitu pada kondisi kering udara. Volume contoh
uji diukur dengan menggalikan panjang, lebar, dan tebalnya dengan alat pengukur
kaliper (VKU) dan selanjutnya ditimbang (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan
rumus:
Kerapatan (ρ) (g/cm3 (1) VKU
BKU
) =
Kadar Air
Kadar air merupakan hasil pembagian kandungan berat air terhadap berat
kering tanur dari contoh uji. Berat air adalah selisih dari berat contoh uji sebelum
di oven dikurangi berat kering tanur. Contoh uji kerapatan digunakan juga dalam
(BKU) dan dikeringkan dalam oven pada suhu 103 ± 2 o
Kadar air (%) =
C selama 24 jam atau
sampai mencapai berat konstan dan ditimbang sehingga diperoleh berat kering
tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus:
)
Pengujian susut kayu dirumuskan sebagai selisih antara dimensi awal
(DA) dengan dimensi akhir (DB) dibandingkan dengan dimensi awalnya. Contoh
uji kerapatan dan kadar air digunakan juga dalam menentukan susut kayu. Contoh
uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan panjang (arah
longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi awal.
Contoh uji dioven pada suhu 103 ± 2 o
Susut volume (%) =
C selama 24 jam. Contoh uji dikeluarkan
dari oven kemudian diadakan pengukuran panjangnya kembali sehingga diperoleh
dimensi akhir. Nilai susut volume dihitung dengan rumus:
)
Pengujian pengembangan dapat dirumuskan sebagai selisih antara dimensi akhir
(DB) dengan dimensi awal (DA) dibandingkan dengan dimensi awalnya. Contoh
uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan panjang (arah
longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi awal.
Contoh uji direndam dalam air dingin selama ± 1 minggu. Contoh uji dikeluarkan
dari air kemudian diadakan pengukuran panjangnya kembali sehingga diperoleh
dimensi akhir. Nilai pengembangan volume dihitung dengan rumus:
Pengembangan volume (%) = 100% (4)
Sifat mekanis yang diuji adalah modulus of elasticity (MOE), modulus of
rupture (MOR), kekuatan tekan sejajar serat, dan keteguhan geser rekat sesuai
standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear
Specimens of Timber. Pengujian delaminasi sesuai standar Japanese Agricultural
Standard for Glued Laminated Timber Notification No. 234 tahun 2003 (JPIC
Modulus of Elasticity (MOE)
Contoh uji untuk pengujian MOE dan MOR berukuran 5 cm x 15 cm x
76 cm untuk dimensi tebal, lebar, dan panjang. Pengujian MOE panel CLT
dengan cara meletakkan CLT tersebut diatas dua perletakan dengan bentang
antara keduanya diperoleh dari perbandingan panjang bentang dan tebal
penampang panel CLT sekitar 14. Cara pengujian MOE dan MOR panel CLT
seperti disajikan pada Gambar 8. Beban terpusat diberikan ditengah bentang dan
besarnya defleksi dicatat setiap selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan
rumus:
∆P : Besar perubahan beban sebelum batas proporsi (kg) )
L : Jarak sangga (cm)
∆Y : Besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm) b : Lebar contoh uji (cm)
Gambar 8 Cara pengujian modulus of elasticity dan modulus of rupture
Modulus of Rupture (MOR)
Pengujian MOR panel CLT dilakukan bersama-sama dengan pengujian
MOE dengan memakai contoh uji yang sama (Gambar 9). Pengujian MOR
dilakukan sampai panel CLT yang diberikan beban terpusat ditengah bentangnya
mengalami kerusakan. Nilai MOR dihitung dengan rumus:
Dimana:
MOR : Modulus of rupture (kg/cm2
P : Beban maksimum (kgf) )
L : Jarak sangga (cm)
b : Lebar contoh uji (cm)
h : Tebal contoh uji (cm)
Gambar 9 Pengujian MOE dan MOR panel CLT
Kekuatan Tekan Sejajar Serat
Kekuatan tekan sejajar serat merupakan kemampuan kayu menahan gaya
tekan sejajar arah serat dan mengakibatkan terjadi perpendekan kayu. Contoh uji
dengan ukuran tebal, lebar, dan panjang masing-masing 5 cm, 5 cm, dan 20 cm
diberikan beban pada arah sejajar serat pada kedudukan contoh uji vertikal
(Gambar 10), pemberian beban secara perlahan-lahan sampai contoh uji
mengalami kerusakan. Beban tersebut merupakan beban maksimum yang dapat
diterima oleh contoh uji. Nilai kekuatan tekan sejajar serat dihitung dengan
rumus:
Kekuatan tekan sejajar serat (kg/cm2 (7)
) (cm penampang Luas
(kg) maksimum Beban
Gambar 10 Pengujian kekuatan tekan sejajar serat panel CLT
Keteguhan Geser Rekat
Pengujian keteguhan geser rekat dilakukan dengan cara memberikan
pembebanan yang diletakkan pada arah sejajar serat dengan meletakkan contoh
uji secara vertikal (Gambar 11). Nilai beban maksimum dibaca saat contoh uji
mengalami kerusakan.
Gambar 11 Pengujian keteguhan geser rekat panel CLT
Nilai keteguhan rekat dihitung dengan rumus:
Keteguhan rekat (kg/cm2 (8)
) (cm direkat yang
permukaan Luas
(kg) maksimum Beban
Delaminasi
Pengujian delaminasi dilakukan berdasarkan standar jepang dimana contoh
uji yang digunakan diambil dari bagian ujung panel CLT dengan ukuran panjang
7,5 cm. Contoh uji menggunakan perekat isosianat (pengujian tipe II untuk kayu
eksterior). Pengujian delaminasi dilakukan dengan dua cara yaitu perendaman
dalam air dingin dan air mendidih.
Perendaman dalam air dingin dilakukan dengan merendam contoh uji
dalam air pada suhu ruangan selama 6 jam. Selanjutnya dikeringkan dalam oven
pada suhu 40 ± 3 oC selama 18 jam. Perendaman dalam air mendidih 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 o
Rasio delaminasi (%) =
C selama 18 jam.
Kemudian dilakukan pengukuran persentase lepasnya bagian bidang rekat antar
lamina (rasio delaminasi) dengan rumus:
)
Analisis data pada penelitian ini menggunakan metode analisis ragam
rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan 2 faktor perlakuan yaitu
perlakuan tebal dan orientasi sudut lamina. Faktor perlakuan kombinasi tebal
lamina (A) mempunyai 3 taraf perlakuan yaitu kombinasi tebal lamina A1 (1 cm,
3 cm, dan 1 cm), A2 (2 cm, 1 cm, dan 2 cm), dan A3 (1,67 cm, 1,67 cm, dan 1,67
cm). Faktor perlakuan orientasi sudut lamina (B) mempunyai 5 taraf perlakuan
yaitu B1 = 0o, B2 = 30o, B3 = 45o, B4 = 60o, dan B5 = 90o
Model linier aditif dari rancangan ini menurut Mattjik dan Sumertajaya
(2006) adalah:
pada bagian lamina
bersilang. Tiap kombinasi perlakuan dengan 3 ulangan sehingga menghasilkan
cross laminated timber (CLT) sebanyak 45 panel CLT.
Dimana:
Yijk : Nilai pengamatan faktor tebal lamina taraf ke-i dan faktor orientasi
sudut lamina taraf ke-j pada ulangan ke-k
µ : Nilai rata-rata harapan
Ai : Pengaruh utama dari kombinasi tebal lamina
Bj : Pengaruh utama dari orientasi sudut lamina
(AB)ij : Pengaruh interaksi dari kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut
lamina
εijk : Galat percobaan
Apabila hasilnya beda nyata, maka dilanjutkan dengan uji lanjut wilayah
berganda Duncan (Duncan Multiple Range Test). Pengujian ini dilakukan dengan
tujuan untuk mengetahui taraf perlakuan mana yang berpengaruh di antara faktor
perlakuan (perlakuan kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina) dan
kombinasi perlakuan. Menurut Gaspersz (1994), metode Duncan mempunyai
rumus:
LSRp =
(
SSRp
)
×
Sx
Dimana:
LSRp : Least Significant Ranges, yaitu wilayah nyata terkecil.
SSRp : Significant Studentized Ranges, yaitu wilayah nyata yang nilainya
diperoleh dari tabel SSR untuk setiap wilayah antara nilai rata-rata.
Sx : Simpangan baku, yang dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
Sx =
r
KTG
KTG : Nilai kuadrat tengah sisa (galat)
r : Jumlah ulangan
Hasil penelitian dari seluruh perlakuan dibandingkan dengan kayu utuh
dari jenis kayu yang digunakan yaitu kayu jabon dengan menggunakan uji t.
Analisis data di atas menggunakan bantuan program komputer Statistic Analysis
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Bahan
Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba)
Kayu yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu yang berasal dari
hutan rakyat di daerah Sindangbarang, Cianjur, Jawa Barat. Umur pohon pada
saat ditebang sekitar 6 tahun, dengan diameter pohon antara 38-41 cm. Balok
kayu digergaji menjadi lembaran-lembaran papan panel dengan ukuran ketebalan
yang disesuaikan dengan penggunaan tebal lamina 1,5-3,5 cm.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa rata-rata kerapatan dan kadar air
kayu jabon masing-masing adalah 0,40 g/cm3 dan 17% (Lampiran 1). Penelitian
Abdurachman dan Nurwati (2009) kerapatan kayu jabon rata-rata 0,55 g/cm3
dengan kadar air rata-rata 16%. Secara umum nilai kerapatan tersebut sesuai
dengan kisaran kerapatan untuk kayu jabon yang dikemukakan oleh Mandang dan
Pandit (1997) yaitu berkisar antara 0,29 g/cm3 sampai 0,56 g/cm3 dengan rata-rata
0,42 g/cm3
Nilai penyusutan terbesar pada umumnya terjadi pada bidang tangensial
selanjutnya radial dan longitudinal. Penyusutan bidang tangensial lebih besar dari
radial dikarenakan oleh susunan jari-jari yang memanjang kearah radial, akibatnya
penyusutan pada bidang radial tertahan. Penyebab lainnya adalah tipisnya dinding
sel dan jumlah noktah yang lebih banyak pada bidang radial (Brown et al. 1952).
Menurut Forest Product Laboratory (1999), besarnya pengembangan dan
penyusutan kayu tidak sama pada masing-masing arah sumbu utama kayu.
. Sifat fisis penyusutan kayu jabon ketika terjadi perubahan kadar air di
bawah titik jenuh serat (TJS) menunjukkan bahwa perubahan panjang atau susut
kayu jabon adalah arah tangensial sebesar 2,97%; arah radial 1,93%; dan arah
longitudinal sebesar 0,33%.
Hasil pengujian yang dilakukan beberapa peneliti menunjukkan bahwa
sifat fisis kayu jabon sangat beragam. Perbedaan nilai yang diperoleh dari
penelitian penulis dan peneliti lainnya disebabkan beberapa faktor yang
mempengaruhinya diantaranya kondisi alam lokasi tanam seperti cuaca dan jenis
tanah tempat pohon tumbuh, sistem tanam dan perawatan masa pertumbuhan serta
Perekat Isosianat
Perekat yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis perekat
campuran dengan merek dagang PI Bond. Perekat tersebut diproduksi oleh
PolyOshika Co Ltd. Jepang dan didistribusikan oleh PT. Polychemi Asia Pacific
Indonesia. Sesuai keterangan spesifikasi produk, perekat tersebut dikelompokkan
sebagai water based polymer isocyanate dengan tipe produk PI 3100 untuk base
resin dan H7 untuk hardener. Dalam aplikasinya perekat dicampur dengan
perbandingan 100 bagian berat resin : 15 bagian berat hardener.
Hasil pengujian memperlihatkan bahwa kadar padatan atau resin solid
content adalah rata-rata 52,5% untuk resin dan 94,35% untuk hardener. Angka ini
tidak berbeda jauh dengan spesifikasi produk yang dikeluarkan perusahaan yakni
50-54% untuk resin dan 95-100% untuk hardener. Hasil pengukuran pH dengan
menggunakan kertas pH-Indikatorstabchen (Gambar 12a) menunjukkan bahwa pH
rata-rata untuk resin sebesar 7. Hal ini bisa diartikan perekat ini netral, tahan
terhadap asam, basa, dan zat pengarat (korosif) lainnya. Rupa dari perekat
isosianat ini putih susu, dimana benda asing berupa butiran padat, debu, dan
benda lain dalam perekat ini tidak ada, seperti disajikan pada Gambar 12b.
a b
Pengukuran nilai keterbasahan kayu jabon dengan metode sudut kontak
digunakan untuk mengetahui kemampuan kayu dibasahi perekat yang diukur dari
nilai cosinus sudut singgung perekat yang diteteskan pada permukaan kayu
(Gambar 13). Nilai rata-rata sudat kontak perekat isosianat pada permukaan kayu
jabon yaitu sebesar 52o. Hal ini dapat diartikan terjadi pembasahan yang baik
antara kayu jabon dengan perekat isosianat karena nilai sudut kontak lebih kecil
dari 90o. Kayu dengan sudut singgung kecil, mempunyai sifat keterbasahannya
yang besar, sedangkan kayu dengan sudut singgung besar sifat keterbasahannya
kecil.
Gambar 13 Pengukuran sudut kontak antara perekat isosianat dan permukaan kayu jabon
Pemilahan dan Penyusunan Lamina Kayu Jabon
Pemilahan lamina kayu jabon dengan menggunakan metode pemilahan
elastisitas kayu non destruktif test menghasilkan nilai kekakuan atau nilai modulus
elastisitas (MOE). Nilai MOE ini digunakan untuk pengelompokan mutu lamina,
sebelum disusun menjadi produk panel cross laminated timber (CLT) agar
diperoleh hasil yang optimal.
Pemilahan terhadap papan-papan lamina kayu jabon dengan metode
pemilahan elastisitas kayu non destruktif test berdasarkan ketebalan lamina dan
penggunaan lamina dihasilkan nilai MOE yang beragam. Nilai MOE pada setiap
ukuran tebal lamina dan penggunaan lamina sejajar dan bersilang dibagi menjadi
dua kelompok dengan rentang nilai tertentu, dan diberi simbol E1 dan E2, dimana
E1>E2 (Lampiran 4). Rentang nilai MOE dan jumlah masing-masing kelompok
Tabel 2 Nilai MOE dan jumlah setiap kelompok lamina pada masing-masing ukuran tebal dan jenis penggunaan lamina
Jenis Tebal MOE (x 104 kg/cm2)
Lamina Lamina minimal maksimal jangkauan Rataan Kelp. Jumlah
(cm)
1 5,61 10,17 4,56 6,67 30
Sejajar (//) 1,67 5,15 9,40 4,25 6,73 E1 30
2 3,68 9,17 5,49 6,47 30
∑ 90
1 2,99 5,52 2,53 4,62 15
Silang (x) 1,67 3,54 5,01 1,47 4,43 E2 15
3 3,95 6,66 2,71 5,13 15
∑ 45
Tabel 2 menunjukkan nilai lamina secara keseluruhan berkisar antara 2,99
x 104 - 10,17 x 104 kg/cm2. Nilai MOE terendah terdapat pada tebal lamina 1 cm
(lamina bersilang) sebesar 2,99 x 104 kg/cm2 dan tertinggi pada tebal lamina 1 cm
(lamina sejajar) sebesar 10,17 x 104 kg/cm2
Nilai MOE yang dihasilkan memperlihatkan bahwa besar kecilnya nilai
MOE tidak dipengaruhi oleh ukuran tebal lamina tetapi lebih pada kondisi lamina
terutama adanya cacat mata kayu atau serat miring. Selain itu, dari nilai koefesien
variasi yang berkisar antara 16,12% (lamina tebal 1 cm) sampai 22,12% (lamina
tebal 2 cm) pada penggunaan lamina sejajar dan 9,36% (lamina tebal 1,67 cm)
sampai 18,82% (lamina tebal 1 cm) pada penggunaan lamina bersilang (Lampiran
4), terlihat nilai MOE yang diperoleh bervariasi. Hal ini karena pada penelitian
tidak dilakukan pembatasan nilai MOE minimal atau maksimal yang digunakan
dalam pembuatan panel CLT. Pemilahan lamina dilakukan lebih ditujukan untuk
menggelompokkan lamina menjadi kategori tinggi (E1) dan rendah (E2) sehingga
semua lamina dapat digunakan.
.
Prinsip penyusunan lamina dalam pembuatan panel CLT adalah dengan
menempatkan lamina yang memiliki nilai MOE lebih tinggi pada lapis sisi terluar,
yaitu bagian lapis teratas dan terbawah panel CLT. Sementara itu, lamina yang
memiliki nilai MOE lebih rendah diletakkan di bagian tengah lapisan panel CLT.
Gambar penyusunan komposisi MOE lamina pada panel CLT berdasarkan
Penyusunan lamina dengan menempatkan lamina dengan MOE yang lebih
tinggi pada bagian yang mengalami tegangan paling besar (bagian atas dan
bawah) untuk dapat memaksimalkan kinerja panel CLT yang dihasilkan dan
meminimalkan defleksi yang terjadi (Hoyle 1978). Berdasarkan Timber
Construction Manual (2005) penempatan laminasi dengan kelas kuat lebih tinggi
pada bagian yang mengalami tegangan besar akibat suatu pembebanan, akan
menghasilkan produk panel yang efisien dalam hal penggunaan bahan kayu yang
tersedia.
Menurut Moody dan Hernandez (1997) menyatakan bahwa diharapkan
penempatan lamina yang memiliki MOE tinggi pada zona tekan dan tarik dengan
jumlah yang sama (balanced combination) untuk mengoptimalkan kekakuan
lentur dari suatu panel. Akan tetapi, pada komposisi penyusunan MOE tipe panel
CLT A1, A2, dan A3
Karakteristik Panel Cross Laminated Timber (CLT)
, sebagian besar lamina yang ditempatkan pada zona tekan
memiliki MOE yang lebih rendah dibandingkan dengan lamina yang ditempatkan
pada zona tarik (unbalanced combination). Hal ini dimaksudkan untuk
meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya kayu dan untuk mengoptimalkan
lentur dari panel CLT tersebut (APA 2003).
Sifat Fisis Panel CLT
Sifat fisis kayu merupakan sifat dasar yang berperan penting dan erat
hubungannya dengan struktur kayu itu sendiri (Tsoumis 1991). Sifat fisis penting
diketahui sebelum menentukan kekuatan kayu, sehingga perlu dilakukan
pengujian sifat fisis panel CLT yang dihasilkan (Gambar 14).
