ANALISIS DEFORMASI AKSIAL PADA BATAS
PROPORSIONAL DAN MAKSIMUM
PANEL
CROSS LAMINATED TIMBER
KAYU SENGON
(Paraserianthes falcataria
L. Nielsen) DAN KAYU MINDI
(
Melia
azedarach
Linn)
FENNY HINDOM
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Deformasi Aksial pada Batas Proporsional dan Maksimum Panel Cross Laminated Timber Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2014
ABSTRAK
FENNY HINDOM. Analisis Deformasi Aksial pada Batas Proporsional dan Maksimum Panel Cross Laminated Timber Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan Kayu Mindi (Melia azedarach Linn). Dibimbing oleh Sucahyo Sadiyo
Penggunaan kayu-kayu yang berkualitas kekuatan rendah dari hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi. Salah satunya adalah teknologi pembuatan papan laminasi silang. Sambungan merupakan titik terlemah pada bangunan struktural. Penelitian ini mencoba mengamati dan menganalisis deformasi aksial pada batas proporsional dan maksimum dari sambungan perekat isosianat kayu sengon dan kayu mindi. Rataan umum pada beban batas proporsional dan maksimum masing-masing adalah 1613 kg dan 1910 kg. Deformasi aksial batas proporsional berkisar dari 1.37 mm (Sengon)-1.52 mm (Mindi). Deformasi aksial pada batas maksimum terjadi pada kisaran 1.77 mm (Sengon)-2.08 mm (Mindi)
Kata kunci : batas maksimum, batas proporsional, sambungan perekat isosianat, deformasi aksial
ABSTRACT
FENNY HINDOM. Axial Deformation Analysis at Maximum and Proporsional Limit Panels of Cross Laminated Timber from Sengon Wood (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) and Mindi Wood (Melia azedarach Linn). Supervised by SUCAHYO SADIYO.
Used of wood quality low strength of community forests can be modified in the manufacture of products for structural materials high quality. One of which is cross laminated timber manufacturing technology. Connection was the weakest point of structural buildings. This research tried to investigate and analyze axial deformation at the proportional and maximum limit of a isocyanate adhesive connection of sengon and mindi wood. The average value at maximum and proportional limit was 1613 kg and 1910 kg. Respectively the axial deformation at proportional limit was ranging from 1.37 mm (Sengon wood) - 1.52 mm (Mindi wood). At the maximum limit, the axial deformation was ranging from 1.77 mm (Sengon wood)-2.08 mm (Mindi wood).
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan
pada
Departemen Hasil Hutan
ANALISIS DEFORMASI AKSIAL PADA BATAS
PROPORSIONAL DAN MAKSIMUM
PANEL
CROSS LAMINATED TIMBER
KAYU SENGON
(Paraserianthes falcataria
L. Nielsen) DAN KAYU MINDI
(
Melia
azedarach
Linn)
FENNY HINDOM
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Analisis Deformasi Aksial pada Batas Proporsional dan Maksimum Panel Cross Laminated Timber Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan Kayu Mindi (Melia azedarach Linn)
Nama : Fenny Hindom NIM : E24080111
Disetujui oleh
Prof. Dr. Ir Sucahyo Sadiyo, MS Dosen Pembimbing
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2013 ini ialah papan laminasi silang dengan judul Analisis Deformasi Aksial pada Batas Proporsional dan Maksimum Panel Cross Laminated Timber Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan Kayu Mindi (Melia azedarach Linn). Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Selain itu, karya ilmiah ini menjelaskan tentang pengaruh dari perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut dengan menganalisis deformasi aksial pada batas proporsional dan maksimum panel cross laminated timber kayu sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan kayu mindi (Melia azedarach Linn) menggunakan perekat isosianat.
. Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dan keterbatasan dalam penulisan karya ilmiah ini. Semoga hasil karya ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya.
Bogor, Juli 2014
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penulis menyadari skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik karena bantuan dan dorongan dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua Orang Tua, Bapak Demianus Hindom, Ibu Frederika Nasima (alm) dan Ibu Agustina Tuturop (alm), DexanArenJordan juga keluarga besar di FakFak yang selalu memotivasi dan mendukung secara moril maupun materil serta limpahan kasih sayang dan doa yang tak pernah putus kepada penulis.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan, dan memberikan ilmu serta wawasan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
3. Sdr Irfan selaku Laboran RDBK yang telah memberikan hasil pengujian data penelitian Fetri Apriliana S.Hut dan Syahrul Rachmad S.Hut yang siap diolah datanya.
4. Randy, Adesna Fatrawana, Prabu Satria Sejati, Eka Satria Permana Putra, Martua Yan Steward Nababan, dan Ignatius Handoko yang telah membantu dalam proses penelitian.
5. Pembimbing rohani Gustap Simanjuntak dan Ike Luas, teman-teman kelompok tumbuh bersama (KTB) Ilya Djelau, Ema Koedoeboen, Cahaya Siagian, dan Yunex Fatie yang selalu saling mendoakan dan telah berbagi pengalaman jasmani dan rohani selama bersama di Bogor
6. Teman-teman ikatan mahasiswa Papua dan FakFak kota studi Bogor juga THH 45 yang setia memberikan semangat dan doanya.
7. Seluruh dosen, laboran, dan staff Fakultas Kehutanan IPB.
8. Semua pihak yang telah membantu proses persiapan dan penyusunan skripsi ini.
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI xi
DAFTAR TABEL xiii
DAFTAR GAMBAR xiv
PENDAHULUAN... 1
Latar Belakang... 1
Tujuan Penelitian... 2
Manfaat Penelitian... 2
METODE ... 2
Waktu dan Tempat ... 2
Alat dan Bahan ... 2
Metode Penelitian ... 3
Pengolahan Data ... 4
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 5
Kadar Air ... 6
Kerapatan ... 6
Keteguhan Tekan Sejajar...7
Beban pada Batas Proporsional...8
Beban pada Batas Maksimum...10
Deformasi Aksial pada Batas Proporsional... 11
Deformasi Aksial pada Batas Maksimum...13
Simpulan ... 15
Saran ... 15
DAFTAR PUSTAKA ... 15
LAMPIRAN ... 17
DAFTAR TABEL
1 Rekapitulasi data pengujian kadar air, kerapatan, dan keteguhan tekan 5
DAFTAR GAMBAR
1. Bentuk papan laminasi silang berdasarkan ukuran ketebalan 3
2. Bentuk papan laminasi silang berdasarkan penyusunan orientasi sudut
lamina 4
3. Kurva gaya-deformasi aksial sambungan tekan 4
4. Pola sebaran rataan beban pada batas proposional panel CLT kayu sengon
dan kayu mindi 9
5. Sebaran rata-rata beban pada batas proporsional panel CLT kayu sengon
dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut lamina 9 6. Pola sebaran rataan beban pada batas maksimum panel CLT kayu sengon
dan kayu mindi 10
7. Sebaran rata-rata beban pada batas maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut lamina 11 8. Pola sebaran rataan deformasi aksial pada batas proposional panel CLT
kayu sengon dan kayu mindi ketebalan dan orientasi sudut lamina 12 9. Sebaran rata-rata deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT kayu
sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut
lamina 12
10. Pola sebaran rataan deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT kayu
sengon dan kayu mindi 13
11. Sebaran rata-rata deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut
lamina 14
LAMPIRAN
1 Contoh Pengolahan Data 17
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kayu sangat potensial untuk dipakai sebagai bahan bangunan. Kayu mempunyai keistimewaan bila digunakan sebagai bahan bangunan, seperti tidak mudah patah bila terkena beban getaran akibat gempa, mempunyai corak penampilan yang indah untuk dipakai sebagai bahan dekorasi, dan tidak mengalami korosi akibat kelembaban yang tinggi di daerah tropis. Kayu yang digunakan pada bangunan umumnya dalam bentuk sederhana berupa kayu solid berbentuk kayu gergajian. Sedangkan pada bangunan modern, kayu yang dipakai bukan berupa kayu utuh (solid) saja melainkan lebih banyak digunakan kayu komposit dalam bentuk panil atau balok laminasi.
Pada prinsipnya suatu bangunan struktural memperhitungkan tiga unsur penting, yaitu kekakuan (stiffness), kekuatan (strength) dan kestabilan (stability) struktur. Salah satu faktor yang mempengaruhi ketiga aspek penting tersebut adalah macam/jenis sambungan yang digunakan. Menurut Faherty dan Williamson (1989) sambungan-sambungan kayu sekarang ini dapat didisain dengan ketelitian yang sama seperti bagian-bagian lain dari struktur bangunan. Tular dan Idris (1981) mengatakan bahwa sambungan kayu merupakan titik kritis atau terlemah yang terdapat pada elemen atau titik hubung dari suatu bangunan struktural, yaitu bangunan yang memperhitungkan keamanan struktur. Menurut Surjokusumo et al. (1980) kekuatan sambungan kayu sangat dipengaruhi oleh komponen pembentuk sambungan, yaitu balok kayu yang akan disambung, alat sambung dan macam atau bentuk sambungan.
Balok laminasi biasanya berukuran besar dibuat dari kayu dari pohon hasil penjarangan yang berdiameter batang kecil. Dengan demikianpenggunaan kayu-kayu yang berkualitas kekuatan rendah dari hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi. Salah satunya adalah teknologi pembuatan papan laminasi silang atau biasa disebut CLT (Cross Laminated Timber). CLT merupakan produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya dan kemudian direkatkan atau dipaku (Associates 2010).
Banyak cara dapat dilakukan untuk memodifikasi produk termasuk panel CLT terutama untuk meningkatkan mutu penampilan maupun strukturalnya, dan salah satu diantaranya adalah dengan melakukan pengaturan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina menggunakan sistem sambungan perekat dan atau paku.
Sedangkan, pengaturan kombinasi ketebalan lamina produk CLT diharapkan dapat mengefisienkan penggunaan kayu.
Menurut Rachmad (2013) kayu mindi merupakan salah satu kayu yang berasal dari hutan rakyat. Selain itu, kayu mindi memiliki berat jenis sebesar 0.53 sehingga kayu mindi termasuk kayu kelas kuat III (0.42 sampai 0.65). Oleh karena itu, kayu mindi sangat berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku industri untuk tujuan tertentu, seperti bahan struktural.
Pada awalnya tanaman sengon (Paraserianthes falcataria (L.) kalah bersaing dengan jenis komersial lainnya, seperti jati dan meranti karena kualitas kayunya yang setingkat lebih rendah. Namun seiring dengan kebutuhan industri pengolahan yang semakin tinggi serta ditambah dengan semakin menipisnya persediaan kayu hutan alam, maka permintaan pun beralih pada sengon (Apriliana 2012). Menurut Pandit dan Kurniawan (2008) kayu sengon memiliki berat jenis rata-rata 0.33 termasuk kelas kuat IV-V (0.24 – 0.49) dan dapat digunakan untuk bahan bangunan perumahan, papan partikel, papan serat, papan wol semen dan barang kerajinan lainnya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk membuktikan adanya pengaruh dari perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina dengan menganalisis deformasi aksial pada batas proporsional dan maksimum panel cross laminated timber kayu sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan kayu mindi (Melia azedarach Linn) menggunakan perekat isosianat.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bahwa analisis deformasi aksial pada batas proporsional dan maksimum kayu sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan kayu mindi (Melia azedarach Linn) yang menggunakan perekat isosianat dapat menambah wawasan pengetahuan di bidang keteknikkan kayu dan digunakan oleh para praktisi pada praktek konstruksi di lapangan.
METODE
Waktu dan Tempat
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah data hasil penelitian Apriliana (2012) dan Rachmad (2013) yang diambil di Divisi Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu. Data utama yang dianalisis adalah data rekaman secara komputrized beban deformasi uji tekan panel CLT kayu sengon dan mindi pada mesin uji mekanis (UTM) Merk Instron series IX version 8.27.00. Alat penunjang lain yang digunakan penelitian ini adalah laptop dan alat tulis.
Metode Penelitian
Data hasil pengujian mekanis khususnya uji tekan panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut orientasi sudut dan ketebalan lamina diambil di laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu dalam bentuk softcopy dengan menggunakan kaset CD. Adapun data sifat fisis meliputi kadar air dan kerapatan panel CLT sebagai data penunjang diambil dari hasil penelitian Apriliana (2012) dan Rachmad (2013).
Panel CLT yang dibuat terdiri dari 3 lapisan lamina dengan 3 kombinasi ketebalan lamina yang digunakan yaitu tipe panel CLT A1 (1-3-1) cm, tipe panel CLT A2 (2-1-2) cm,
dan tipe panel CLT A3 (1,67-1,67-1,67) cm. Pola penyusunan bagian lamina bersilang
dilakukan perlakuan orientasi sudut lamina B1 (0o), B2 (30o), B3 (45o), B4 (60o), dan B5
(90o).
Gambar 1 Bentuk papan laminasi silang berdasarkan ukuran ketebalan.
A1 A2 A3
1
-3
-1 2-1
-2
1
.67
-1
.6
7
-1
Sumber : Anggraini (2012).
Gambar 2 Bentuk papan laminasi silang berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina (0°, 30°, 45°, 60°, dan 90°)
Pengolahan Data
Pada penelitian ini beban pada batas proporsional dan batas maksimum masing-masing ditentukan berdasarkan perpotongan antara garis/persamaan linier elastis (garis A) dengan persamaan polynomial inelastis (garis B) dan perpotongan antara garis polynomial inelastis (garis B) dengan garis linier inelastis (garis C) (Sadiyo 2011) dari kurva gaya-deformasi aksial panel CLT (Gambar 1).
Gaya (N)
Deformasi aksial (mm)
Untuk mengetahui perilaku dan menentukan besar pengaruh orientasi sudut dan ketebalan lamina terhadap kekuatan dan deformasi aksial sambungan tekan panel CLT kayu sengon dan mindi, maka data pengamatan diolah dengan microsoft excel 2013. Data rataan ditampilkan dalam bentuk histogram dan dianalisis secara deskriptif kuantitatif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat fisis papan laminasi pada dasarnya dipengaruhi oleh sifat bahan dasar kayu yang digunakan dan sifat mekanis kayu atau sifat kekuatan kayu merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya dari luar yang biasa disebut gaya luar atau beban (Mardikanto et al 2011). Sifat fisis dan mekanis yang dibahas dalam penelitian ini diantaranya adalah kerapatan, kadar air, dan keteguhan tekan. Rekapitulasi data pengukuran kadar air, kerapatan dan keteguhan tekan dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Rekapitulasi data pengukuran kadar air, kerapatan dan keteguhan tekan
Kombinasi Perlakuan
Kadar Air (%) Kerapatan (g/cm3) Keteguhan Tekan (Kg/cm2)
Panel CLT Sengon Mindi Sengon Mindi Sengon Mindi
A1B1 13,25 14,49 0,31 0,33 190 177
A1B2 12,18 14,2 0,32 0,34 144 125
A1B3 13,03 14,4 0,31 0,33 133 112
A1B4 12,71 14,49 0,31 0,33 137 98
A1B5 13,07 15,58 0,32 0,35 104 92
A2B1 12,12 15,41 0,32 0,37 188 119
A2B2 11,42 16,29 0,32 0,37 151 131
A2B3 11,66 15,83 0,32 0,33 192 148
A2B4 12,25 15,99 0,31 0,37 166 117
A2B5 12,25 15,8 0,32 0,34 162 159
A3B1 12,85 15,62 0,32 0,33 207 194
A3B2 13,47 16,05 0,32 0,34 148 142
A3B3 12,72 16,19 0,32 0,37 175 155
A3B4 12,75 15,45 0,32 0,34 167 114
A3B5 12,89 15,82 0,32 0,34 147 119
Rata-Rata 12,60 15,44 0,32 0,34 160 133
Kontrol 13,04 18,73 0,32 0,32 177 62
Kadar Air
Sebaran data kadar air rata-rata yang dihasilkan juga tidak terlalu berbeda jauh atau relatif sama antara kombinasi panel laminasi silang. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh yang berarti dari ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap kadar air panel CLT. Nilai kadar air panel CLT kayu sengon untuk seluruh kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina berkisar antara 11.42% hingga 13.47%. Rata-rata kadar air terendah terdapat pada panel CLT A2B2, sedangkan rata-rata kadar air tertinggi terdapat pada panel CLT
A3B2. Kadar air panel CLT kayu sengon tidak dipengaruhi secara nyata oleh kombinasi
tebal lamina, orientasi sudut lamina, ataupun interaksi antara keduanya. Jika dibandingkan dengan kadar air papan kontrol (13.04 %) rata-rata kadar air panel CLT ternyata lebih rendah (12.60 %). Hal tersebut dikarenakan pada papan kontrol tidak ada aplikasi perekat yang akan menghalangi penyerapan air dari lingkungan sehingga membutuhkan waktu pengeringan yang lebih lama apabila dibandingkan pengeringan yang dilakukan pada lamina-lamina penyusun panel CLT (Apriliana 2012).
Kadar air rata-rata panel CLT kayu mindi (15.44%) ternyata lebih rendah dibandingkan dengan kadar air papan kontrol (18,73 %) (Rachmad 2013). Kadar air papan laminasi silang dan kontrol sesuai dengan kisaran besarnya nilai kadar air kering udara untuk iklim Indonesia, yaitu sebesar 12% sampai dengan 20% (Praptoyo 2010). Kombinasi ketebalan lamina memberikan pengaruh nyata terhadap kadar air papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95%. Kadar air kombinasi ketebalan lamina A1 (14.63%)
memiliki nilai kadar air paling rendah dan berbeda nyata dengan kadar air kombinasi ketebalan lamina A2 (15.86 %) dan A3 (15.83 %) (Rachmad 2013).
Hasil penelitian Rachmad (2013) menunjukkan bahwa kadar air rata-rata panel CLT kayu mindi adalah 15,44 %, berarti lebih tinggi dibandingkan kadar air panel CLT kayu sengon 12,60% (Apriliana 2012). Rata-rata nilai kadar air panel CLT ini disebabkan karena kayu tersebut dikeringkan secara buatan (kilang pengering), sehingga diperkirakan mencapai kadar air dibawah kadar air kesetimbangan rata-rata untuk daerah Bogor yaitu 15% (Sadiyo 2012).Sifat fisis papan laminasi termasuk kadar air pada dasarnya dipengaruhi oleh sifat bahan dasar kayu yang digunakan.
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 dari kelembaban udara di sekitarnya. Perbedaan kadar air berdasarkan kombinasi ketebalan lamina diduga karena pengaruh letak lamina pada batang pohon sehingga lamina-lamina tersebut sebelum disambung masih memiliki kadar air yang beragam, namun perbedaan kadar air untuk laminasi tidak diijinkan melebihi 5% untuk meminimalkan tegangan internal (Breyer 2003).
Kerapatan
kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina). Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa nilai rata-rata kerapatan panel CLT kayu sengon berkisar antara 0,31 - 0,33 g/cm3. Kerapatan kayu sengon utuh (papan kontrol) nilainya hampir sama dengan rata-rata kerapatan panel CLT. Sebaran data kerapatan panel CLT kayu sengon bervariasi dengan rentan 0.31 g/cm3 hingga 0.33 g/cm3 dan untuk papan kontrol 0.32 g/cm3. Kerapatan panel CLT kayu sengon yang dihasilkan tidak dipengaruhi oleh kombinasi tebal, orientasi sudut lamina, ataupun interaksi keduanya pada taraf 5% (Apriliana 2012).
Kerapatan rata-rata panel CLT kayu mindi (0.32 g/cm3) cenderung sama dengan kerapatan kayu kontrol (0.32 g/cm3). Kombinasi ketebalan lamina memberikan pengaruh nyata terhadap kerapatan papan laminasi silang pada selang kepercayaan 95%. Kerapatan kombinasi ketebalan lamina A2 (0.36 g/cm3) memiliki kerapatan paling tinggi dan tidak
berbeda nyata dengan kerapatan kombinasi ketebalan lamina A1 yang memiliki kerapatan
paling rendah (0.33 g/cm3). Hasil penelitian ini berbeda dengan Apriliana (2012) yang menjelaskan bahwa kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina tidak mempengaruhi kerapatan papan laminasi silang (Rachmad 2013). Menurut Haygreen dan Bowyer (1986), perbedaan kerapatan dipengaruhi oleh kondisi tempat tumbuh, letak kayu dalam batang, dan sumber-sumber genetik sehingga kombinasi ketebalan lamina memberikan pengaruh nyata terhadap kerapatan.
Fluktuasi kerapatan panel CLT yang relatif sempit antara perlakuan tersebut lebih disebabkan oleh sebaran data kerapatan awal papan-papan (lamina) dalam satu maupun beberapa batang pohon yang berbeda letaknya satu dengan lainnya. Sadiyo (2012) mengatakan walaupun papan-papan berasal dari pohon yang berbeda namun dari jenis kayu yang sama, bisa saja saat papan tersebut digunakan untuk membuat panel CLT memiliki keragaman kerapatan yang cukup lebar dikarenakan adanya perbedaan umur pohon atau keadaan lokasi tempat tumbuhnya. Menurut Mardikanto (2012) sifat ini dapat mempengaruhi kekuatan kayu, dimana semakin besar kerapatan dan berat jenis kayu maka akan semakin kuat kayu tersebut dan diduga juga berpengaruh terhadap kekuatan panel CLT.
Keteguhan Tekan
Nilai rata-rata keteguhan tekan panel CLT kayu sengon tertinggi sebesar 207 kg/cm2. Nilai tersebut diperoleh dari panel CLT A3B1 dan nilai rata-rata keteguhan tekan
terendah diperoleh dari panel CLT A1B3 (132 kg/cm²). Keteguhan tekan panel CLT kayu
dengan panel CLT kayu sengon berorientasi sudut lamina 90o (138 kg/cm2). Kombinasi tebal lamina mempengaruhi keteguhan tekan panel CLT kayu sengon yang dihasilkan. Hal ini diduga karena pada saat diberlakukan pembebanan, kombinasi tebal yang seragam mendistribusikan kekuatan tekan dengan merata. Sementara itu dengan adanya perlakuan orientasi sudut lamina, ternyata juga memberikan pengaruh terhadap kekuatan tekan. Jika dibandingkan dengan kayu sengon utuh, nilai keteguhan tekan adalah sebesar 178 kg/cm2, peningkatan hanya terjadi pada CLT dengan kemiringan sudut lamina 0o (Apriliana 2012).
Keteguhan tekan rata-rata panel CLT kayu mindi (133 kg/cm2) lebih besar daripada keteguhan tekan kayu kontrol (62 kg/cm3). Orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap keteguhan tekan papan laminasi silang kayu mindi pada selang kepercayaan 95%. Keteguhan tekan orientasi sudut lamina 00 (163 kg/cm2) memiliki keteguhan tekan paling tinggi dan berbeda nyata dengan keteguhan tekan orientasi sudut lamina 900 (123 kg/cm2) dan 600 (110 kg/cm2) (Rachmad 2013). Sementara itu dengan adanya perlakuan orientasi sudut lamina, ternyata juga memberikan pengaruh terhadap kekuatan tekan panel CLT. 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 adanya dua macam beban yang diterima (sejajar dan tegak lurus serat) akan mengurangi kemampuan kayu dalam menahan beban yang diberlakukan. Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian yang menunjukkan bahwa adanya kecenderungan penurunan nilai keteguhan tekan ketika orientasi sudut lamina diperbesar sehingga semakin besar orientasi sudut lamina, nilai keteguhan tekan semakin rendah (Rachmad 2013).
Yap (1999) menyatakan bahwa sambungan dengan perekat berbeda dengan sambungan-sambungan baut, paku atau pasak, bagian-bagian kayu tidak disambung pada titik-titik melainkan pada bidang-bidang, sehingga mempunyai kekakuan yang lebih tinggi. Kekakuan tersebut merugikan dalam sambungan rangka batang karena timbulnya tegangan-tegangan sekunder yang besar, akan tetapi untuk balok-balok tersusun, sambungan dengan perekat lebih menguntungkan.
Beban pada Batas Proporsional
Beban pada batas proporsional panel CLT kayu sengon yang tertinggi diperoleh pada panel A1B1 sebesar 1962 kg dan terendah 1078 kg (panel A1B5) sementara panel CLT
kayu mindi yang tertinggi diperoleh dari panel A1B1 sebesar 1865 kg dan terendah
diperoleh pada panel A1B5 sebesar 967 kg. Sebaran rata-rata beban pada batas proporsional
Gambar 4. Pola sebaran rataan beban pada batas proporsional panel CLT kayu sengon dan kayu mindi
Histogram pada Gambar 5 memperlihatkan bahwa kombinasi tebal panel CLT kayu sengon A2 (1758 kg) tidak berbeda nyata dengan panel CLT A3 (1656 kg) namun berbeda
nyata dengan panel CLT A1 (1425 kg). Beban pada batas proposional panel CLT kayu
sengon berorientasi sudut lamina 00 (1613 kg) tidak berbeda nyata dengan panel CLT orientasi sudut lamina 450 (1465 kg). Sementara itu beban pada batas proposional panel CLT berorientasi sudut lamina 450 berbeda nyata dengan beban pada batas proporsional panel CLT berorientasi sudut lamina 300 (1876 kg) dan 600 (1706 kg) tetapi tidak berbeda nyata dengan beban pada panel CLT orientasi sudut lamina 900 (1550 kg).
Kombinasi Tebal Orientasi Sudut Lamina
(a) (b)
Gambar 5. Sebaran rata-rata beban pada batas proporsional panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut lamina
Sebaran rata-rata beban pada batas proporsional kayu mindi berdasarkan kombinasi tebal panel CLT A2 (1363 kg) tidak berbeda nyata dengan panel CLT A3 (1443 kg) namun
berbeda nyata dengan panel CLT A1 (1253 kg). Gambar 3(b) menunjukan bahwa beban
tinggi dan berbeda nyata dengan beban pada batas proporsional orientasi sudut lamina 600 (1425 kg) dan 900 (1080 kg). Hal ini menunjukan bahwa adanya kecenderungan penurunan nilai beban pada batas proporsional ketika orientasi sudut lamina diperbesar sehingga semakin besar orientasi sudut lamina semakin rendah nilai beban pada batas proporsional.
Beban pada Batas Maksimum
Pola sebaran beban pada batas maksimum panel CLT kayu sengon menunjukan beban tertinggi diperoleh dari panel A3B1 sebesar 2459 kg dan terendah pada panel CLT
A1B5 sebesar 1140 kg. Selanjutnya beban pada batas maksimum panel CLT kayu mindi
terendah diperoleh pada panel A1B5 sebesar 1172 kg dan tertinggi diperoleh dari panel
A1B1 sebesar 2174 kg. Sebaran rataan beban pada batas maksimum panel CLT kayu sengon
dan kayu mindi dalam bentuk histogram disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6. Pola sebaran rataan beban pada batas maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi
Berdasarkan Gambar 7 sebaran rata-rata kombinasi tebal panel CLT kayu sengon A2
(2109 kg) tidak berbeda nyata dengan panel CLT A3 (2008 kg) namun berbeda nyata
dengan panel CLT A1 (1613 kg). Dan menurut orientasi sudut lamina panel CLT kayu
sengon berorientasi sudut lamina 00 (1910 kg) tidak berbeda nyata dengan panel CLT orientasi sudut lamina 450 (1790 kg). Sementara itu beban pada batas maksimum panel CLT berorientasi sudut lamina 450 berbeda nyata dengan beban pada batas maksimum panel CLT berorientasi sudut lamina 300 (2296 kg) dan 600 (2004 kg) tetapi tidak berbeda nyata dengan beban pada batas maksimum panel CLT orientasi sudut lamina 900 (1846 kg).
Kombinasi Tebal Orientasi Sudut Lamina
(a) (b)
Gambar 7. Sebaran rata-rata beban pada batas maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut lamina
Sebaran rata-rata beban pada batas maksimum panel CLT kayu mindi berdasarkan kombinasi tebal, A2 (1697 kg) tidak berbeda nyata dengan panel CLT A3 (1741 kg) namun
berbeda nyata dengan panel CLT A1 (1511 kg). Menurut orientasi sudut lamina 300 (2016
kg) cenderung lebih tinggi dan berbeda nyata dengan beban pada batas maksimum orientasi sudut lamina 600 (1757 kg ) dan 900 (1310 kg). Hal ini menunjukan bahwa adanya kecenderungan penurunan beban pada batas maksimum ketika orientasi sudut lamina diperbesar sehingga semakin besar orientasi sudut lamina semakin rendah nilai beban pada batas maksimum.
Beban pada batas proporsional dan maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi yang dihasilkan dipengaruhi oleh orientasi sudut lamina dan kombinasi tebal. Berdasarkan nilai rata-rata beban pada batas proporsional (1613 kg) dan batas maksimum (1910 kg) kayu sengon cenderung lebih tinggi dibandingkan rata-rata beban pada batas proporsional (1353 kg) dan batas maksimum (1650 kg) kayu mindi. Hal tersebut dikarenakan rata-rata kadar air panel CLT kayu sengon (12.60 %) lebih rendah dan rata-rata keteguhan tekan (160 kg/cm2) lebih tinggi jika dibandingkan dengan rata-rata kadar air panel CLT kayu mindi (15.44 %) dan rata-rata keteguhan tekan (133 kg/cm2) sehingga panel CLT kayu sengon cenderung lebih kuat menahan beban pada batas proporsional dan maksimum.
Deformasi Aksial pada Batas Proposional
Deformasi aksial panel CLT pada batas proporsional panel CLT kayu sengon tertinggi diperoleh dari panel A1B1 sebesar 1.84 mm dan terendah 1.06 mm pada panel CLT
A3B2. Sementara panel CLT kayu mindi deformasi aksial tertinggi diperoleh dari panel
CLT A3B5 yaitu sebesar 2.02 mm dan terendah panel CLT A2B1 dengan nilai 1.05 mm.
Pola sebaran rata-rata deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT kayu sengon dan kayu mindi dalam bentuk histogram disajikan pada Gambar 8.
panel tersebut berbeda nyata dengan panel CLT A2 (1.30 mm). Sebaran rata-rata deformasi
aksial pada batas proporsional panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut lamina disajikan pada Gambar 9.
Gambar 8. Pola sebaran rataan deformasi aksial pada batas proposional panel CLT kayu sengon dan kayu mindi
Deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT kayu sengon berorientasi sudut lamina 00 (1.52 mm) tidak berbeda nyata dengan deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT berorientasi sudut lamina 300 (1.55 mm). Sementara itu deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT berorientasi sudut lamina 300 berbeda nyata dengan deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT berorientasi sudut lamina 450 (1.17 mm) dan 900 (1.29 mm) tetapi tidak berbeda nyata dengan deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT berorientasi sudut lamina 600 (1.40 mm).
Kombinasi Tebal Orientasi Sudut Lamina
(a) (b)
Gambar 9. Sebaran rata-rata deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut lamina
Sebaran rata-rata deformasi aksial pada batas proporsional panel CLT kayu mindi orientasi sudut lamina 600 (1.61 mm) cenderung lebih tinggi dan tidak berbeda nyata dengan deformasi aksial pada batas proporsional orientasi sudut lamina 450 (1.53 mm), 00 (1.52 mm), 300 (1.45 mm) dan 900 (1.35 mm). Hal ini menunjukan bahwa adanya kecenderungan penurunan dan peningkatan nilai rata-rata deformasi aksial pada batas proporsional ketika orientasi sudut lamina diperbesar.
Deformasi Aksial pada Batas Maksimum
Deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT kayu sengon disajikan pada Gambar 10 dimana beban tertinggi diperoleh dari panel A1B1 sebesar 2.06 mm dan terendah
pada panel A2B2 sebesar 1.50 mm. Selanjutnya deformasi aksial pada batas maksimum
panel CLT kayu mindi terendah diperoleh pada panel A1B4 sebesar 1.64 mm dan tertinggi
dari panel A2B3 sebesar 2.76 mm. Sebaran rataan deformasi aksial pada batas maksimum
panel CLT kayu sengon dan kayu mindi dalam bentuk histogram disajikan pada Gambar 10.
Gambar 10. Pola sebaran rataan deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi
Berdasarkan kombinasi tebal panel CLT kayu sengon A1 (1.74 mm) tidak berbeda
nyata dengan panel CLT A3 (1.80 mm) namun berbeda nyata dengan panel CLT A2 (1.76
mm). Dan menurut orientasi sudut lamina panel CLT kayu sengon berorientasi sudut 00 (2.03 mm) tidak berbeda nyata dengan panel CLT orientasi sudut lamina 450 (1.82 mm). Sementara itu deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT berorientasi sudut lamina 450 berbeda nyata dengan deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT berorientasi sudut lamina 300 (1.61 mm) tetapi tidak berbeda nyata dengan deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT orientasi sudut lamina 600 (1.71 mm) dan 900 (1.68 mm). Sebaran rata-rata deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut lamina dapat dilihat pada Gambar 11.
Kombinasi Tebal Orientasi Sudut Lamina
(a) (b)
Gambar 11. Sebaran rata-rata deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi menurut (a) kombinasi tebal dan (b) orientasi sudut lamina
Sebaran rata-rata deformasi aksial pada batas maksimum panel CLT kayu mindi orientasi sudut lamina 450 (2.24 mm) dan 900 (2.24 mm) cenderung lebih tinggi dan berbeda nyata dengan panel CLT orientasi sudut lamina 600 (1.77 mm) namun tidak berbeda nyata dengan deformasi aksial pada batas maksimum orientasi sudut lamina 300 (2.09 mm), dan 00 (2,06 mm). Hal ini menunjukan bahwa adanya kecenderungan penurunan dan peningkatan nilai deformasi aksial pada batas maksimum ketika sudut lamina diperbesar.
Deformasi aksial pada batas proporsional dan maksimum panel CLT kayu sengon dan kayu mindi yang dihasilkan dipengaruhi oleh orientasi sudut lamina dan kombinasi tebal. Berdasarkan nilai rata-rata deformasi aksial pada batas proporsional (1.37 mm) dan maksimum (1.77 mm) panel CLT kayu sengon cenderung lebih rendah dibandingkan rata-rata deformasi aksial pada batas proporsional (1.52 mm) dan maksimum (2.08 mm) panel CLT kayu mindi. Hal tersebut diduga karena kadar air dan keteguhan tekan sejajar serat yang berbeda sehingga nilai deformasi aksial panel CLT kayu mindi lebih tinggi pada batas proporsional dan maksimum walaupun memiliki rata-rata kerapatan panel CLT kayu sengon (0,32 g/cm3) cenderung sama dengan rata-rata kerapatan panel CLT kayu mindi (0.34 g/cm3).
Kayu tropis atau kayu daun lebar memiliki struktur anatomi lebih kompleks dibandingkan kayu daun jarum yang lebih homogen. Dengan struktur seperti ini kayu daun lebar (hardwood) diduga memiliki kekuatan dan kekakuan lebih tinggi dibandingkan kayu daun jarum (softwood) pada tingkat kerapatan kayu yang sama. Secara genetik kayu yang tumbuh di daerah tropis lebih beragam sehingga rentang variasi sifat fisis, mekanis dan struktur anatominya sangat tinggi (Sadiyo 2012) .
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Rataan beban pada batas proporsional (1613 kg) dan batas maksimum (1910 kg) panel
Cross Laminated Timber kayu sengon cenderung lebih tinggi dibandingkan rata-rata beban pada batas proporsional (1353 kg) dan batas maksimum (1650 kg) panel Cross Laminated Timber kayu mindi.
Rataan deformasi aksial pada batas proporsional (1.37 mm) dan maksimum (1.77 mm) panel Cross Laminated Timber kayu sengon cenderung lebih rendah dibandingkan rata-rata deformasi aksial pada batas proporsional (1.52 mm) dan maksimum (2.08 mm) panel Cross Laminated Timber kayu mindi.
Terdapat kecenderungan beban pada batas proporsional dan maksimum panel Cross Laminated Timber kayu sengon maupun kayu mindi semakin menurun dengan meningkatnya sudut orientasi lamina. Sebaliknya sebaran deformasi aksial panel Cross Laminated Timber kayu sengon dan kayu mindi baik pada batas proporsional maupun batas maksimum cenderung bersifat acak.
Saran
Perlu dilanjutkan penelitian ini pada beban lentur agar dapat dibandingkan hasilnya.
DAFTAR PUSTAKA
Anggraini R. 2012. Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon Berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina. [tesis]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Apriliana F. 2012. Pengaruh Kombinasi Tebal Dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen). [skripsi]. Bogor : Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Associates H. 2010. Cross Laminated Timber. B & K Timber Structures A Trading Division of B & K Steelwork Fabrications Limited.
Breyer DE, Fridley KJ, Pollock DG, Cobeen KE. 2003. Design of Wood Structures-ASD. 5th Edition. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc.
Faherty KF and Williamson TG. 1989. Wood Engineering and Construction Handbook. McGraw-Hill Publishing Company. New York.
Haygreen JG dan Bowyer JL. 1986. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar Terjemahan Hadikusumo, SA dan Prawirohatmodjo S. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Haygreen JG, Bowyer JL. 1993. Forest Product and Wood Science, An Introduction. Iowa State University Press. Ames, Iowa.
Kelly MW, 1977. Critical Literature Review of Relationship Between Processing Parameters and Physical Properties of Particelboard. General Technical Report FLL-10.
Pandit I K N dan Kurniawan D. 2008. Struktur Kayu, Sifat Kayu Sebagai Bahan Baku Dan Ciri Diagnostik Kayu Perdagangan Indonesia. Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Praptoyo H. 2010. Sifat Anatomi dan Sifat Fisika Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) dari Hutan Rakyat di Yogyakarta. Dalam Jurnal Ilmu Kehutanan vol IV No 1 : 21-27. Rachmad S. 2013. Sifat Fisik dan Mekanik Papan Laminasi Silang Kayu Mindi (Melia
azedarach L) Menggunakan Perekat Isosianat. [skripsi]. Bogor : Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Sadiyo S, Nugroho N, Massijaya YM, Anggraeni R. 2011. Analisis Sesaran Batas Proporsional dan Maksimum Sambungan Geser Ganda Batang Kayu dengan Paku Majemuk Berpelat Sisi Baja Akibat Beban Uni-Aksial Tekan. [Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan]. Bogor : Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Sadiyo S, Nugroho N, Massijaya YM, Anggraeni R. 2012. Pengaruh Kombinasi Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Beberapa Jenis Kayu Indonesia. [Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan]. Bogor : Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Setyawati D,Hadi YS, Massijaya MY, Nugroho N. 2008. Karakteristik Papan Komposit dari Serat Sabut Kelapa dan Plastik Polipropilena Daur Ulang Berlapis Anyaman Bambu. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan. Volume 1. No. 1. Bogor.
Suryokusumo,S., S.Sadiyo., Marzufli., A.A.Bismo and A.Ch.Setyo.1980. Sistim Keteknikan Kayu. Studi Sambungan Gang Nail dan Sambungan Paku. Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Tular dan Idris. 1981. Sekilas Mengenai Struktur Bangunan Kayu di Indonesia. Proceeding Lokakarya Standarisasi Kayu Bangunan. Departemen Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Contoh pengolahan data untuk panel CLT kayu sengon (A3B3U3)
0
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
y = 933,59x + 36,207 = -469,57x2 + 1990,8x - 523,23 = 331,31x + 932,87 Deformasi
aksial (mm)
Beban (Kg) menurut Deformasi aksial (mm)
Lampiran 2. Contoh rekapitulasi data rataan beban pada batas proporsional (Kg)
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jayapura pada tanggal 28 Februari 1989 sebagai anak ketiga dari enam bersaudara pasangan Demianus Hindom dan Frederika Nasima. Pada tahun 2007 penulis lulus dari SMU NEGERI 1 FAKFAK dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur beasiswa utusan daerah (BUD). Penulis memilih Program Studi Teknologi Hasil Hutan pada bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB Bogor.
Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif pada organisasi kemahasiswaan, antara lain persekutuan fakultas kehutanan sebagai sekretaris pada tahun 2009-2010 dan berbagai kepanitiaan kegiatan di kampus IPB serta diluar kampus IPB
Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang, antara lain Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) pada tahun 2010 di Pangandaran-Ciamis, Jawa Barat dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) pada tahun 2011 di Gunung Walat, Sukabumi. Penulis juga telah melaksanakan Praktik Kerja Lapang (PKL) di PD Wijaya Kayu pada tahun 2013 di Ciampea-Bogor, Jawa Barat.
