PADA BERBAGAI KONDISI KADAR AIR
MOHAMMAD MULYADI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Penelitian : Kecepatan Rambatan Gelombang dan Keteguhan Lentur Beberapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Nama Mahasiswa : Mohammad Mulyadi
NRP : E24101045
Disetujui,
Dosen Pembimbing 1 Dosen pembimbing II
Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S NIP.132 206 244 NIP. 131 411 834
Diketahui :
Dekan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, M.S
NIP. 131 430 799
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI
...
i
DAFTAR GAMBAR
...
ii
DAFTAR TABEL
...
iii
DAFTAR LAMPIRAN
...
iv
I. PENDAHULUAN
A. LatarBelakang ...
1
B. Tujuan...
2
C. Hopotesis ...
2
D. Manfaat ...
2
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengujian Destruktif...
3
B. Pengujian Non Destruktif ...
6
C. Gambaran Umum Jenis-jenis Kayu Yang Diuji...
7
III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian ...
11
B. Alat dan Bahan Penelitian ...
11
C. Persiapan dan Pembuatan Contoh Uji ...
12
D. Prosedur Pengujian ...
14
E. Analisis Data...
17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Sifat Fisis ...
18
B.
Sifat Mekanis ...
26
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan...
32
B. Saran...
32
ii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Contoh Uji MOE, MOR , Velocity, KA, BJ, dan Kerapatan...12
2. Pengujian non Destruktif Metode Ultrasonik dengan sylvatest-Duo ...15
3. Pengujian Destruktif Metode Ultrasonik dengan UTM Instron...15
4. Hubungan Kadar Air Dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik ...21
5. Hubungan Kerapatan Kayu Dengan Kecepatan
Rambatan Gelombang Ultrasonik ...24
6. MOE Pada Berbagai Kondisi Kadar Air ...26
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Kelas Kuat Kayu ... 7
2.
Rekapitulasi data rata-rata sifat fisis pada berbagai kondisi kadar air ... 20
3.
Rekapitulasi data rata-rata sifat mekanis pada berbagai kondisi kadar air ... 20
4.
Model Regresi linear sederhana 6 jenis Kayu untuk Hubungan
iv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Alur Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Enam Jenis Kayu ...
37
2.
Rekapitulasi MOEd dan Kecepatan Gelombang
Pada Berbagai Kondisi Kadar air ... 38
3.
Rekapitulasi MOEs dan MOR Pada Berbagai Kondisi Kadar Air ... 40
4.
Analisis keragaman Regresi 6 jenis kayu pada kondisi KA kering udara ... 41
PADA BERBAGAI KONDISI KADAR AIR
Skripsi :
Sebagai Salah Satu Syarat U ntuk M emperoleh Gelar
Sarjana KehutananPada Fakultas Kehutanan
I nstitut Pertanian Bogor
Oleh :
MOHAMMAD MULYADI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RINGKASAN
Mohammad Mulyadi. E24101045, Kecepatan Rambatan Gelombang dan Keteguhan Lentur Beberapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air.
Di bawah bimbingan Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F dan Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S.
Teknik untuk menduga kualitas kayu ada dua cara, yaitu (1) Pengujian
secara destruktif (merusak kayu), dan (2) pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu). Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak
digunakan adalah metode gelombang ultrasonik, walaupun demikian di Indonesia pengujian dengan metode ini belum banyak diteliti. Bucur (1995) mengatakan bahwa pada pengujian metode gelombang ultrasonik ini didasarkan pada pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave velocity) yang dibangkitkan oleh getaran dengan parameter yang diukur berupa waktu perambatan gelombang ultrasonic (ultrasonic wave velocity propagation time). Terdapat hubungan antara kecepatan rambatan gelombang dengan elastisitas
bahan yang dinyatakan dalam persamaan V2 = E/ñ. Salah satu faktor yang mempengaruhi kecepatan gelombang adalah kadar air.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kadar air terhadap kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dan mengetahui hubungan antara kekuatan kayu yang diuji secara destruktif dan non destruktif pada kondisi kadar air kering udara pada enam jenis kayu. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah enam jenis kayu terdiri dari kayu sengon (Paraserianthes falcataria
L. Nielsen), mangium (Acacia mangium Willd), kayu durian (Durio zibethinus
Murr), tusam (Pinus merkusii Junghuhn & de Vriese), rasamala (Altingia excelsa
Norona), kempas (Koompassia malaccensis Maing). Contoh uji dibuat dalam kondisi basah, titik jenuh serat, ker ing udara, dan kering tanur. Pembuatan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis baik destruktif maupun non destruktif
disesuaikan dengan bentuk dan ukuran contoh uji menurut standar Inggris untuk contoh kayu bebas cacat (BS 373 : 1957).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi kadar air titik jenuh serat ke kondisi kadar air kering tanur. Modulus Elastis dinamis (MOEd) dan Modulus Elastis statis (MOEs) pada keenam jenis kayu meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi kadar air titik jenuh serat ke kondisi kadar air kering tanur. Hasil ini menunjukkan bahwa semakin meningkat kadar air kekakuan kayu semakin rendah. Sementara itu untuk keteguhan lentur patah atau MOR (Modulus of Rupture), semakin tinggi kadar air MOR akan semakin rendah.
hasil pengujian keteguhan lentur statis dengan model regresi linea r sederhana untuk kedua jenis tersebut. Sementara itu pada keempat jenis kayu yang lain tidak terdapat korelasi linier.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pam ekasan, Jawa Timur pada tanggal 13 0ktober 1983. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara pasangan Moh. Yasin (Ayah) dan Hosniyah (Ibu).
Jenjang pendidikan formal yang ditempuh penulis, yaitu Taman Kanak- Kanak di TK Dharma Bakti pada tahun 1987- 1989, Pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri Murtajih I Pamekasan tahun 1989-1995, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP Negeri 2 Pamekasan tahun
1998- 1998 dan Sekolah Menengah Umum di SMU Negeri 2 Pamekasan tahun 1998- 2001.
Pada tahun 2001, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk (USMI) IPB pada Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Tahun 2003 penulis mengambil Sub-Program studi Pengolahan Hasil Hutan dan pada tahun 2004 memilih keteknikan kayu sebagai bidang keahlian.
Semasa perkuliahan, penulis aktif mengikuti berbagai kegiatan organisasi, diantaranya Keluarga Mahasiswa Madura (GASISMA) IPB, Bendahara Asrama Mahasiswa IPB Sylvasari (2002-2003), Dewan Keluarga Mushalla ’Ibadurrahmaan’ Fakultas Kehutanan IPB (2002-2004), Ketua Departemen HANKAM Asrama Mahasiswa IPB Sylvasari (2003-2004), Kesekretariatan Himpunan Profesi Mahasiswa Teknologi Hasil Hutan (HIMASILTAN) Fakultas Kehutanan IPB (2003-2004), Bendahara Yayasan Sylvasari Mandiri (2003- 2005), Ketua Asrama Mahasiswa IPB Sylvasari (2004-2005).
Beberapa pengalaman kerja yang penulis dapatkan diantaranya adalah sebagai pengajar Taman Pendidikan Alqur’an (TPA) Al-Istiqamah Dramaga Bogor, Konselor Usaha Kampus IPB (2005). Selain itu pada tahun 2004 melaksanakan praktek umum Kehutanan di KPH Banyumas Barat dan KPH Banyumas Timur, serta Praktek Pengelolaan Hutan di KPH Ngawi dan KPH Randublatung, Jawa Tengah. Pada tahun 2005 penulis juga telah melaksanakan Kuliah Kerja Profesi di PT. Profilindah Kharisma Mojokerto, Jawa Timur.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dalam bidang keteknikan dan rekayasa kayu dengan judul : ”Kecepatan Rambatan Gelombang dan Keteguhan Lentur Be berapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air”
"Sesunguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan
pergantian malam dan siang terdapat tanda-tanda
(kebesaran Allah) bagi orang yang berakal”
{QS. Ali ’Imran :190}
Dari Abu Muhammad Al Hasan bin ’Ali
bin Abu Thalib ra. Berkata : ”Saya menghafal
dari Rasulullah saw. : Tinggalkanlah apa yang kau
ragukan dan kerjakanlah apa yang tidak kau ragukan.
Sesungguhnya jujur itu menimbulkan ketenangan
dan dusta itu menimbulkan kebimbangan”.
(Riwayat At Turmudzy)
”Hidup ini adalah perjuangan”
Ingatlah !
Selalu optimis, istiqamah, istikharah dan istighfar dalam
meniti kehidupan untuk menggapai ridha Allah SWT
UCAPAN TERIMAKASIH
Syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya bagi seluruh ciptaan-Nya. Sholawat serta salam semoga tetap tercurahkan pada suri tauldan kita Rasulullah Muhammad SAW dan seluruh umatnya yang senantiasa istiqamah sampai akhir jaman. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan terimakasih kepada :
1. Ibu Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F selaku pembimbing I dan Bapak Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S. selaku Pembimbing II, atas kesabaran dan
keikhlasan dalam me mberikan ilmu, bimbingan, dan nasehat kepada penulis. 2. Bapak Ir. Basuki Wasis, MS dan Ibu Dr. Ir. Yeni A. Mulyani, MS selaku
Dosen penguji dari Departemen Silvikultur dan Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata yang telah memberikan saran dan masukan dalam penyusunan skripsi ini.
3. Dr. Ir. Ahmad, M.S. yang telah mengenalkan penulis pada indahnya
Syumuliyatul islam, dan atas bimbingan serta dukungan spritual maupun
material kepada penulis semasa kuliah hingga menyelesaikan karya ilmiah ini.
4. Ibu, Bapak, Kakak dan Adik atas segala curahan kasih sayang, do’a, pada penulis selama kuliah hingga menyelesaikan karya ilmiah ini.
5. Seluruh Staf Laboratorium keteknikan kayu dan kayu solid Departemen Hasil Hutan (Adang Sukarta, Kadiman, Esti, Amin Suroso, M. Irfan) .
6. Yayasan Damandiri, Bank Bukopin, dan Supersemar yang telah memberikan dukungan moril dan materi sehingga terselesaikan studi saya di IPB.
7. Skuad Wood Enginering Student Club dan teman-teman Departemen Hasil Hutan 38 yang tidak bisa saya sebut satu persatu.
8. Saudara seperjuangan di Asrama Sylvasari IPB (Afif Aprianto, Barkah Ilham Purnama, Catur Sediyo Utomo, Dimas Bayu. P, Gunawan, Herdiansah, Johaerudin, Joko Pramono, Syufriandi Saiful), kakakkakakku serta adik -adikku tercinta yang telah memberi warna kehidupan bagi penulis.
Semoga Allah SWT membalas semua amal dan kebaikannya. Amien. Bogor, Januari 2006
Syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya bagi seluruh ciptaan-Nya. Sholawat serta salam semoga tetap tercurahkan pada suri tauladan kita Rasulullah Muhammad SAW dan seluruh umatnya yang senantiasa istiqamah sampai akhir jaman. Penelitian ini dengan judul ” Kecepatan Rambatan Gelombang dan Keteguhan Lentur Beberapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air” bertujuan untuk mengkaji pengaruh kadar air terhadap kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dan mengkaji hubungan antara kekuatan kayu yang diuji secara destruktif dengan non destruktif pada kondisi kadar air kering udara enam jenis kayu, yaitu kayu durian
(Durio zibethinus Murr), kempas (Koompassia malaccensis Maing), kayu
mangium (Acacia mangium Willd), rasamala (Altingia excelsa Norona), sengon
(Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
& de Vriese). Penelitian ini diharapkan dapat dihasilkan model pendugaan kualitas kayu sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan efektifitas dalam pemanfaatan kayu, serta membantu memecahkan masalah dalam teknik pendugaan kualitas kayu.
Penelitian ini mudah-mudahan dapat memberikan informasi awal dan menjadi dasar acuan dalam pengembangan pengujian non destruktif metode gelombang ultrasonik di masa yang akan datang. Penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini perlu dikembangkan lagi untuk kesempurnaannya, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran demi perkembangan penelitian selanjutnya. Akhirnya, penulis berharap karya kecil ini tidak mengurangi hakikat kebenaran ilmiahnya dan bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya. Amien.
Bogor, Januari 2006
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Penggunaan kayu sebagai bahan bangunan masih menjadi pilihan utama bagi sebagian besar masyarakat Indonesia. Hal ini mengingat begitu banyak keuntungan menggunakan kayu sebagai bahan bangunan dibandingkan dengan bahan lain, diantaranya kayu mudah dikerjakan dan dirakit dengan alat sederhana, cukup kuat dengan berat yang relatif ringan dan memiliki nilai estetika tinggi. Selain itu, meskipun dapat terbakar penggunaan kayu lebih aman dibanding baja atau beton.
Pemanfaatan kayu sebagai bahan konstruksi bangunan harus memiliki sifat mekanis sesuai dengan persyaratan struktural yang baik. Persyaratan struktural yang baik adalah kayu tersebut mampu menahan beban dengan aman dalam jangka waktu yang direncanakan. Teknik untuk menduga kualitas kayu ada dua cara, yaitu (1) Pengujian secara destruktif (merusak kayu), dan (2) pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu). Menurut Pellerin dan Ross (2002) pengujian non destruktif pada kayu antara lain adalah evaluasi secara visual (warna dan cacat pada kayu), tes kimia (komposisi dan adanya perlakuan pengawetan dan ketahanan api), tes fisis (tahanan listrik, sifat dielektrik, sifat vibrasi lateral, gelombang bunyi, emisi akustik, sinar x, serta microwave ground
penetration radar), tes mekanis diantaranya metode defleksi (machine stress-rate
[MSR]).
B. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengkaji pengaruh kadar air terhadap kecepatan rambatan gelombang ultrasonik pada enam jenis kayu.
2. Mengkaji hubungan antara kekuatan kayu yang diuji secara destruktif dengan non destruktif pada kondisi kadar air kering udara beberapa jenis kayu.
C. Hipotesis
Hipotesis awal penelitian ini adalah :
1. Kadar air kayu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gelombang yang terjadi.
2. Tedapat hubungan yang erat antara kekuatan kayu yang diuji secara destruktif dan non destruktif pada berbagai kondisi kadar air beberapa jenis kayu.
D. Manfaat Penelitian
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengujian Destruktif
1. Sifat Mekanis Kayu
Menurut Tsoumis (1991) sifat mekanis kayu adalah ketahana n terhadap gaya yang berasal dari luar yang cenderung merubah bentuknya.
Selanjutnya menurut Haygreen dan Bowyer (1996) sifat meka nis kayu adalah sifat yang berhubungan dengan kemampuan kayu untuk menahan beban
atau gaya luar yang bekerja padanya.
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut sebagai kekuatan mekanisnya. Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul bahan atau gaya yang mengenainya. Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan banyaknya baha n yang dimanfaatkan, terpuntir, atau terlengkungkan oleh beban yang mengenainya. Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan bentuk elastis. Sifat-sifat mekanis biasanya menjadi parameter penting pada produk-produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygr een dan Bowyer, 1996).
Menurut Bodig dan Jayne (1982) ada dua macam tegangan yang terjadi selama pembebanan berlangsung sehingga patah, yaitu tegangan pada batas
proporsi/keteguhan lentur (Modulus of Elasticity, MOE) dan tegangan pada ba tas maksimum/keteguhan patah (Modulus of Rupture, MOR). Tsoumis (1991) mengatakan bahwa pada beberapa material, termasuk kayu,
balok kayu dan merupakan sifat kritis kayu yang biasa disebut Modulus
of Rupture (MOR).
Menurut Tsoumis (1991) sifat mekanis kayu dipengaruhi oleh banyak faktor, terutama oleh kadar air, kerapatan, berat jenis, lama pembebanan dan cacat-cacat kayu. Kerapatan me rupakan faktor yang baik dan paling sederhana untuk menduga kekuatan kayu bebas cacat. Dengan demikian
kerapatan dan berat jenis dapat digunakan sebagai indikator kunci sifat fisis dalam hubungannya dengan sifat mekanis kayu, dimana semakin me ningkat
berat jenis kayu maka kekuatan atau sifat mekanisnya semakin meningkat. 2. Sifat Fisis Kayu
Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting adalah kadar air, kerapatan, dan berat jenis.
a. Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1996) mendefinisikan kadar air sebagai berat air yang dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tanur (BKT). Sedangkan menurut USDA (1999) kadar air kayu merupakan berat air dalam kayu yang biasanya dinyatakan dalam bentuk persentase dari berat kering tanur kayu. Berat, penyusutan, kekuatan, dan sifat-sifat kayu lainnya
tergantung pada kadar air kayu. Di dalam kayu kadar air berkisar antara 30 % - 200 % dari berat kayunya. Keragaman kadar air dapat terjadi antar suatu papan yang berasal dari pohon yang sama.
5
b. Kerapatan dan Berat Jenis Kayu
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume. Sedangkan berat jenis didefinisikan sebagai perbandingan antara kerapatan (atas dasar berat kering tanur) dengan kerapatan benda standar, air pada suhu 40 C kerapatan 1 g/cm3 atau 1000 kg/m3 (Haygreen dan Bowyer, 1996). Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi baik antar pohon maupun di dalam satu pohon. Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi, pada sumbu longitudinal umumnya berat jenis berkurang dari arah pangkal ke tengah batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis, 1991).
Menurut USDA (1999) berat jenis merupakan indikator utama dari sekian banyak zat (bahan) dalam sepotong kayu. Berat jenis juga merupakan indikator yang baik dari sifat mekanis dalam kayu tanpa cacat, miring serat, dan tanpa kerusakan. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel tersebut. Karena kekuatan kayu terletak pada dinding sel, maka semakin tebal dinding sel semakin kuat kayu
tersebut. Kelas kuat kayu di Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut berat jenisnya dengan metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1. yang menunjukkan hubungan berat
jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER, 1923 dalam Martawijaya, 1981).
Tabel 1. Kelas Kuat Kayu Kelas
Kuat
Berat Jenis Tegangan Lentur Mutlak
(kg/m2)
Tegangan Tekan
Mutlak (kg/m2)
I > 0,90 >1100 > 650
II 0,60 – 0,90 725 - 1100 425 - 650
II 0,40 – 0,60 500 - 725 300 - 425
I V 0,30 – 0,40 360 - 500 215 - 300
V < 0,30 < 360 < 215
B. Pengujian Non Destruktif Metode Gelombang Ultrasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatan mengidentifikasi sifat fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau mengganggu produk akhir sehingga diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahan tersebut yang akan bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannya (Pellerin dan Ross, 2002).
Mc-Intyre et al. (1991) menyatakan bahwa gelombang merupakan suatu
simpangan yang membawa energi melalui tempat dalam suatu benda yang tergantung pada posisi dan waktu. Taranggono et al. (1994) menggolongkan
gelombang berdasarkan zat antaranya menjadi dua golongan besar yaitu gelombang elektromagnetik dan gelombang mekanik. Dalam perambatannya
gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium atau zat antara, contohnya antara lain gelombang cahaya, gelombang radio, gelombang TV dan sinar X. Sedangkan gelombang mekanik dalam perambatannya memerlukan medium atau zat antara, contohnya antara lain gelombang tali, gelombang pada permukaan air, gelombang pada pegas dan gelombang bunyi (akustik).
Menurut Bucur (1995) pengukuran kecepatan perambatan gelombang ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropik) adalah berdasarkan pada Non Destructive Evaluation (NDE) sifat elastis dan viscoelastisnya. Teknik
non destruktif ini digunakan untuk menduga kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan perambatan gelombang ultrasonik yang diba ngkitkan melalui getaran. Parameter yang diukur adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik, kemudian kecepatan perambatannya bisa dihitung. Parameter gelombang ultrasonik merambat dalam struktur padat bisa dipengaruhi oleh sifat
fisis substrat, karakter geometri spesimen di bawah uji (segi makro dan mikrostruktural), kondisi lingkungan dan kondisi pengukuran (respon frekuensi dan kepekaan tranduser, ukuran dan lokasinya, coupling media,
7
spesimen, panjang spesimen dan arah geometri spesimen tidak mempengaruhi kecepatan perambatan gelombang.
Perambatan stress wave pada kayu adalah proses dinamis di bagian dalam yang berhubungan dengan sifat fisis dan mekanis kayu (Wang et al. 2000).
Stress wave merambat pada kecepatan suara yang melewati material
dan dipantulkan dari permukaan luar, cacat internal dan batas antara material yang berdekatan. Metode yang paling sederhana dalam penggunaan stress wave
adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak tertentu. Jika dimensi material diketahui, ukuran waktu stress wave dapat digunakan untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya. Stress wave merambat lebih lambat melewati kayu busuk daripada kayu sehat, sehingga keadaan yang membatasi kayu dan produk kayu dapat diketahui melalui pengukuran waktu
stress wave pada bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu.
Lokasi yang menunjukkan waktu gelombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 dalam Abdul-Malik et al. 2002).
C. Gambaran Umum Jenis-Jenis Kayu Yang Diuji
1. Kayu Durian (Durio zibethinus Murr.)
Durian (Durio zibethinus Murr.) termasuk famili Bombacaceae dengan daerah penyebaran di seluruh Indonesia. Ciri umum kayu durian ini adalah kayu teras berwarna coklat-merah jika masih segar, lambat laun menjadi coklat-kelabu atau coklat semu-semu lembayung. Kayu gubal berwarna putih dan dapat dibedakan dengan jelas dari kayu teras, tebal sampai 5 cm (Martawijaya, 1981).
Menurut PIKA (1979) kayu durian ini memiliki berat jenis rata-rata 0,64 (0,42 – 0,91) dengan tekstur kasar dan tidak merata. Kayu ini memiliki arah serat lurus, kadang-kadang berpadu dan termasuk kayu dengan kelas awet IV-V serta kelas kuat II-III. Kayu ini digunakan sebagai kayu bangunan, plywood, peti, bingkai, kotak serutu dan papan.
2. Kayu Kempas (Koompassia malaccensis Maing)
Menurut PIKA (1979) kayu kempas (Koompassia malaccensis Maing) termasuk famili Caesalpiniaceae dengan daerah penyebaran di daerah Pulau Sumatra (Aceh, Sumatera Barat, Sumatera Utara, Riau, Sumatera Selatan, Jambi, dan Bangka) dan Pulau Kalimantan (Kalimantan Barat dan Kalimantan Selatan).
Menurut Mandang dan Pandit (1997) kayu kempas ini memiliki ciri umum warna teras berwarna merah bata, bergaris-garis kekuningan, mudah dibedakan dari gubal yang berwarna coklat sangat muda sampai kuning coklat muda. Kayu ini memiliki tekstur kasar sampai sangat kasar dan arah serat lurus berombak sampai berpadu, permukaannya agak mengkilap, sering mempunyai kulit tersisip dengan kekerasannya sangat keras. kayu ini termasuk kayu berat dengan rata -rata berat jenis 0,95(0,68-1,29) dan termasuk kelas awet III -IV serta kelas kuat I-II. Kayu kempas ini digunakan sebagai bahan konstruksi berat, bantalan rel, tiang telopon dan listrik (sebaiknya diawetkan), bangunan pelabuhan, rangka pintu dan jendela serta lantai rumah.
3. Kayu Mangium (Acacia mangium Wild)
Acacia mangium Wild merupakan salah satu spesies dari famili
Leguminosae, termasuk pionir, intoleran, dan cepat tumbuh. Tingginya dapat
mencapai 30 m dengan tinggi bebas cabang setengah dari tinggi total, kulit coklat, tebal dan kasar (Rahayu et al. 1991).
Mandang dan Pandit (1997) menyatakan bahwa kayu teras akasia berwarna coklat pucat sampai coklat tua, kadang-kadang coklat zaitun sampai coklat kelabu, sedangkan kayu gubal berwarna kuning sampai kuning jerami. Corak polos atau berjalur berwarna gelap dan terang bergantian pada bidang radial dengan tekstur halus sampai agak kasar dan merata. Arah serat kayu mangium ini biasanya lurus, kadang-kadang terpadu. Kayu Acacia mangium
9
sampai berat, mebel, kayu tiang, kayu bakar dan terutama untuk pulp dan kertas.
4. Kayu Rasamala (Altingia excelsa Norona)
Kayu Rasamala (Altingia excelsa Norona) termasuk famili
Hammamelidaceae dengan daerah penyebaran di Pulau Sumatra dan Pulau
Jawa (Jawa Barat) (PIKA, 1979).
Ciri umum kayu rasamala ini antara lain teras berwarna kelabu pucat merah kecoklatan, tidak jelas batas dengan gubal yang biasanya berwarna lebih terang, yaitu kelabu terang kemerahan. Corak permukaan agak licin dan sedikit mengkilap, terutama pada bidang radial. Tekstur halus dan rata, arah serat lurus sampai agak berpadu. Kayu ini memiliki berat jenis rata-rata 0,81 (0,61-0,90) dan termasuk kelas awet II (III) serta kelas kuat II. Kayu rasamala ini digunakan sebagi bahan perumahan (tiang dan balok), jembatan, tiang listrik dan telepon, dan bantalan rel (Mandang dan Pandit, 1997).
5. Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen)
Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria) termasuk dalam famili
Leguminosae, merupakan jenis tanaman cepat tumbuh, tidak membutuhkan
kesuburan tanah yang tinggi, dapat tumbuh pada tanah kering, tanah lembab, dan bahkan tanah-tanah yang mengandung garam serta dapat bertahan terhadap kekurangan oksigen (Pamoengkas, 1992).
Ciri umum kayu sengon antara lain kayu terasnya berwarna hampir putih atau coklat muda, warna kayu gubalnya umumnya tidak berbeda dengan kayu terasnya, mempunyai tekstur kayu yang agak kasar dan merata, arah serat yang lurus, bergelombang lebar atau terpadu (Martawijaya et al. 1989).
Mandang dan Pandit (1997) menyatakan bahwa kayu sengon termasuk kayu ringan dengan berat jenis rata-rata 0,33 (0,24-0,49) dan tergolong dalam kelas kuat IV-V dan kelas awet IV-V. Kayu sengon digunakan sebagi bahan bangunan perumahan terutama di pedesaan, peti, papan partikel, papan serat, papan wol semen, pulp dan kertas, kelom dan barang kerajinan.
6. Kayu Tusam (Pinus merkusii Junghuhn et de Vriese)
Pinus merkusii Junghuhn et de Vriese termasuk famili Pinaceae,
tersebar di seluruh wilayah Indonesia, Birma, Thailand, Kamboja, Laos, Vietnam dan Philipina. Di Indonesia secara alami terdapat di Sumatera Utara dan Aceh, biasanya terdapat pada ketinggian 60 – 900 meter dari permukaan laut.
III. METODOLOGI
A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kayu Solid, Wor kshop dan Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Persiapan dan pembuatan contoh uji dilakukan di ruang
work shop pada bulan Juli 2005. kegiatan ini meliputi pemotongan balok ukuran
penampang 5 cm x 7 cm dengan panjang 380 cm menjadi contoh uji sifat fisis mekanis sesuai standar Inggris untuk contoh kayu bebas cacat (BS 373 : 1957). Setelah itu, dilakukan pengeboran pada kedua ujung contoh uji sedalam ± 2 cm dengan menggunakan mata bor berdiameter 5 mm dan dilakukan pengampelasan untuk menghaluskan permukaan contoh uji. Selanjutnya pada bulan Agustus sampai September 2005 mulai dilakukan perenda man contoh uji, pengkondisian contoh uji, penimbangan, pengukuran dan pengujian contoh uji sesuai dengan data yang diinginkan. Pengambilan data primer dilakukan di Laboratorium Kayu Solid dan Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
B. Alat dan Bahan Penelitian
1. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Alat uji non destruktif merk Sylvatest -Duo
b. Alat uji destruktif UTM (Universal Testing Machine) merk Inst ron
c. Bor listrik dengan mata bor diameter 5 mm untuk melubangi kedua ujung contoh uji
d. Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
e. Gergaji bundar (circular saw) untuk memotong kayu (membuat sampel) f. Oven untuk mengeringkan contoh uji sampai kadar air tertentu
g. Desikator alat kedap udara sebagai tempat penyimpanan contoh uji setelah dioven (pengkondisian contoh uji)
h. Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
i. Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan permukaan contoh uji
k. Bak untuk merendam contoh uji
l. Alat tulis menulis untuk mencatat data hasil penelitian. 2. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari enam jenis kayu, yaitu kayu durian (Durio zibethinus Murr), kempas (Koompassia malaccensis
Maing), kayu mangium (Acacia mangium Willd), rasamala (Altingia excelsa
Norona), sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn & de Vriese).
C. Persiapan dan Pembuatan Contoh Uji
Contoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu bebas cacat (BS 373 : 1957). Sifat mekanis yang diuji adalah MOE (Modulus of
Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture), sementara sifat fisis yang diuji adalah
kadar air (KA), berat jenis (BJ) dan kerapa tan.
Dimensi awal balok yang digunakan untuk membuat contoh uji adalalah penampang 5 cm x 7 cm dengan panjang 380 cm. Kemudian balok tersebut dipotong menggunakan circular saw menjadi tiga bagian dengan panjang masing-masing 150 cm. Selanjutnya balok tersebut dipotong menjadi balok kecil dengan ukuran penampang 2 cm x 2 cm dengan panjang 35 cm. Setelah itu, balok kecil ini dipotong menjadi dua contoh uji, yaitu (1) contoh uji dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm dan (2) contoh uji dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 4 cm. Contoh uji dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm digunakan untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan keteguhan lentur statis (MOE dan MOR) pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air). Contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 4 cm digunakan untuk pengujian KA, BJ dan kerapatan. Contoh uji KA, BJ dan kerapatan diambil dari contoh uji keteguhan lentur statis 2 cm x 2 cm x 30 cm dekat bagian yang mengalami kerusakan.
2 cm 2 cm
30 cm CU MOE, MOR dan Velocity 4 cm Cu KA
13
Kadar air yang diukur dikelompokkan menurut beberapa kondisi kadar air, meliputi kadar air basah ( KA > 30%), kadar air TJS (KA 25-30 %), kadar air kering udara (KA 15 – 20 %), dan kadar air kering oven (KO). Contoh uji KA, BJ, dan kerapatan awal di atas digunakan untuk mengetahui KA awal contoh uji kecepatan gelombang dan keteguhan lentur statis pada kondisi TJS dan kering udara setelah perendaman. Data pengujian contoh KA ini digunakan untuk mengetahui BKT contoh uji pada kondisi TJS dan kering udara. Data BKT ini digunakan untuk mengetahui berat basah target yang selanjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan pengujian.
Contoh uji dengan kadar air basah ditimbang kemudian dikeringkan secara alami dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara. Selama proses pengeringan tersebut contoh uji ditimbang secara berkala sampai mencapai berat basah target. Berat basah target tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan 1 di bawah ini.
BKT = Berat Basah/(1+% KA/100)...(1)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) persamaan dasar kandungan kadar air di atas dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah untuk digunakan di dalam kondisi-kondisi lain. Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila berat basah diketahui dan kandungan air telah diperoleh dari contoh uji KA. Menurut Wang et al., (2003) penurunan kadar air selama proses pengeringan diikuti dengan penurunan berat spesimen. Hal ini terjadi pada spesimen longitudinal dan spesimen radial. Penurunan berat spesimen longitudinal saat penurunan kadar air dari kondisi basah ke kondisi titik jenuh serat berkisar 10-15 gram. Sedangkan penurunan berat spesimen radial berkisar 5-8 gram. Ketika kadar air spesimen menurun dari kadar air titik jenuh serat ke kadar air kering udara, penurunan berat spesimen longitudinal berkisar 2-4 gram. Sedangkan spesimen radial mengalami penurunan berat berkisar 1-2 gram.
D. Prosedur Pengujian
1. Penguji an Non Destruktif
Pengujian non destruktif metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan cara menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik pada kedua ujung contoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam ± 2 cm. Transduser piezo elektrik terdiri dari tranduser pengirim (start accelerometer) dan tranduser penerima (stop accelerometer). Selanjutnya dengan dibangkitkan oleh alat, gelombang ultrasonik mengalir dari tranduser pengirim yang kemudian akan diterima oleh tranduser penerima. Waktu tempuh gelombang dan panjang/jarak tempuh bahan tersebut dicatat untuk kemudian dihitung kecepatan gelombangnya. Pembacaan data untuk kecepatan
gelombang ultrasonik dilakukan dengan ulangan sebanyak tiga kali. Menurut Sandoz (1994) sepanjang sisi longitudinal, relasi antara kecepatan
perambatan gelombang ultrasonik dengan sifat elastisitas sampel ditunjukkan oleh persamaan :
V =
t d
……...(2)
V2 = ...………(3)
MOEdinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan :
MOED =
g
v
2ρ ... (4)
MOED = Modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kg/cm2)
v = Kecepatan perambatan gelombang ultrasonik (m/s) ñ = Kerapatan (kg/m3)
g = Konstanta gravitasi (9,81 m/s2) d = Selisih jarak antar transduser (cm) t = Waktu tempuh gelombang (ìs)
ñ
15
Gambar 2. Pengujian non destruktif metode gelombang ultrasonik menggunakan sylvatest-duo
2. Pengujian Destruktif a. Keteguhan Lentur Statis
Pengujian keteguhan lentur statis dilakukan dengan memberikan beban tunggal di tengah bentang (centre loading) tegak lurus arah serat menggunakan alat uji mekanis merk Instron pada jarak sangga 24 cm. Data yang diperoleh berupa beban dan defleksi yang terjadi. Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami kerusakan. Hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus of elasticity statis atau MOEs dan kekuatan
lentur pata h atau MOR.
Gambar 3. Pengujian destruktif metode gelombang ultrasonik menggunakan UTM merk instron
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture
(MOR) dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut :
MOE = 3
3 4 ybh PL ∆ ∆ ………(5)
MOR = 2 2 3 bh PL ..………...(6) Dimana :
MOEs = Modulus of Elasticity statis (kg/ cm2)
MOR = Modulus of Rupture ( kg/ cm2) ∆P = Selisih beban
P = Beban maksimum paada saat contoh uji mengalami kerusakan (kg)
L = Panjang bentang (cm)
b = Lebar penampang contoh uji (cm) h = Tebal penampang contoh uji (cm)
∆y = Defleksi karena beban (cm) b. Pengujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air, berat jenis, dan kerapatan dimana ukuran contoh uji 2 cm x 2 cm x 4 cm. Contoh uji ini dimasukkan ke dalam oven pada temperaatur 103 ± 2° C selama ± 2 x 24 jam hingga beratnya konstan (berat kering tanur). Berat contoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang. Besarnya nilai kadar air, kerapatan, berat jenis dihitung berdasarkan persamaan :
KA = x 100%
BJ = Kerapatan =
Dimana : KA = Kadar air (%) BA = Berat awal (g)
BKT = Berat kering tanur (g) VKU = Volume kering udara (cm3)
17
E. Analisis Data
1. Analisis data secara sederhana dilakukan untuk menyelesaikan secara deskriptif mengenai :
a. Perilaku kecepatan rambatan gelombang ultrasonik terhadap perubahan kadar air (KA)
b. Perilaku keteguhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA). 2. Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk mengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan hasil pengujian destruktif (keteguhan lentur statis) contoh kecil bebas cacat, digunakan persamaan regresi linear sederhana.
Bentuk umum persamaannya adalah :
= á + â X
Dimana : = Peubah tak bebas (nilai dugaan) X = Nilai peubah bebas
á = Konstanta regresi â = Kemiringan/gradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara, yaitu :
a. MORKU - MOESKU
b. MORKU - MOEd ku
A. Sifat Fisis Kayu
Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis dan kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik contoh kecil bebas cacat kayu sengon
(Paraserianthes falcataria L. Nielsen), kayu mangium (Acacia mangium Willd),
durian (Durio zibethinus Murr),tusam (Pinus merkusii Junghuhn & de Vriese), rasamala (Altingia excelsa Norona),dan kayu kempas (Koompassia malaccensis
Maing) disajikan secara terperinci pada Tabel 2. Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik keenam jenis kayu tersebut berubah seiring dengan perubahan/perbedaan sifat fisis kayu (kadar air, berat jenis, dan kerapatan).
1. Pengaruh Kadar Air terhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Haygreen dan Bowyer (1996) mendefinisikan kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya. Pada penelitian ini dilakukan pengujian kecepatan rambatan gelombang pada kondisi KA basah, KA titik jenuh serat, KA kering udara, dan KA kering tanur enam jenis kayu Indonesia. Kadar air dan kecepatan gelombang ultrasonik disajikan pada Tabel 2.
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel 2 dapat diketahui bahwa terdapat variasi nilai KA diantara enam jenis kayu
yang diteliti pada berbagai kondisi kadar air. Hal ini diduga karena disebabkan masing-masing jenis kayu memiliki karakteristik struktur anatomi, daya serap dan pengeringan yang berbeda-beda. Faktor yang diduga mempengaruhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari sel-sel kayunya adalah struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta ada tidaknya tilosis.
19
sel disebut air terikat. Sedangkan uap air atau air cair pada rongga sel disebut air bebas. Jika terjadi pengeringan, air bebas lebih mudah meninggalkan rongga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan pada dinding sel. Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yang lebih lebar relatif lebih mudah kehilangan air dibandingkan dengan kayu yang berongga sel sempit. Demikian pula sebaliknya ji ka kayu direndam dalam air lebih dari 24 jam maka kayu yang memiliki rongga lebar lebih mudah mengasorbsi air (Haygreen dan Bowyer ,1996).
Pada kondisi basah rata-rata kadar air semua jenis kayu 105,93 %, terendah 45,27 % dan tertinggi 236,50 %. Pada kondisi TJS kandungan air menurun karena rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air. Rata-rata KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS adalah 25,91 %, terendah 21,69 % dan tertinggi 29,77 %. Nilai ini mendekati nilai KA 30 % yang biasanya digunakan sebagai rujukan nilai untuk KA TJS.
Kayu menyesuaikan diri dengan kelembaban udara relatif dan suhu udara
sekitarnya mencapai kadar kering udara atau KA kesetimbangan. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai rata-rata KA kering udara pada semua jenis kayu adalah 14,86 %, terendah 14,02 % dan tertinggi 17,52 %. Haygreen dan Bowyer (1996) mengemukakan bahwa meskipun ada
variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbangan yang relatif sama dan nila inya selalu di bawah nilai KA TJS.
Kayu benar-benar kehilangan air jika dipanaskan pada suhu lebih dari 100° C. Pemanasan termal menyebabkan air yang terkandung pada rongga sel dan dinding sel mengalami pergerakan keluar kayu, sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat kayunya saja. Namun demikian kandungan air dalam
kayu tidak benar hilang secara keseluruhan. Setelah dipanaskan kayu
masih mengandung air ± 1 % dan telah mencapai berat konsta n (Haygreen dan Bowyer, 1996). Dalam penelitian ini nilai rata -rata kadar air
KA (%) (g/Cmñ 3) BJ (m/s) v (%) KA (g/Cmñ 3) BJ (m/s) v (%) KA (g/Cmñ 3) BJ (m/s) v KA (%) (g/CmÑ 3) BJ (m/s) v
1. Sengon 236,50 0,71 0,21 3103 29,77 0,32 0,24 5775 17,52 0,30 0,25 5903 1,19 0,30 0,29 6233
2. Mangium 105,45 0,78 0,38 4427 21,69 0,45 0,37 6109 15,82 0,44 0,39 6516 1,94 0,64 0,62 6521
3. Durian 131,13 0,87 0,39 3747 27,23 0,44 0,37 5408 14,11 0,49 0,43 5691 0,90 0,57 0.56 5572
4. Pinus (SW) 68,91 1,10 0,64 4636 26,12 0,74 0,58 6059 13,56 0,69 0,61 6856 0,75 0,71 0,70 6810
5. Kempas 45,27 1,00 0,69 5694 23,01 0,86 0,70 5714 14,02 0,86 0,75 6104 0,58 0,82 0,81 6020
6. Rasamala 48,30 1,05 0,71 4683 27,64 0,90 0,70 5553 14,11 0,81 0,71 6142 1,14 0,88 0,87 5659
Tabel 3. Rata-rata Sifat Mekanis Enam Jenis Kayu pada Berbagai Kadar Air
Kondisi Basah Kondisi TJS Kondisi KU Kondisi BKT
JENIS KAYU
Ed
(kg/cm2 ) (kg/cmEs 2 ) (kg/cmMOR 2 ) (kg/cmEd 2 ) (kg/cmEs 2 ) (kg/cmMOR 2 ) (kg/cmEd 2 ) (kg/cmEs 2 ) (kg/cmMOR 2 ) (kg/cmEd 2 ) (kg/cmEs 2 ) (kg/cmMOR 2 )
1. Sengon 69060,08 26343,69 297,80 109674,31 22377,00 287,06 105739,62 34647,93 343,16 117276,01 48437,24 608,11
2. Mangium 155413,17 68712,09 502,57 171228,34 63355,77 535,09 191168,19 57578,01 592,89 276261,29 73596,18 933,31
3. Durian 127531,89 56643,80 498,13 132442,11 56705,26 494,75 160460,15 66218,52 661,86 179542,64 66371,44 791,42
4. Pinus (SW) 246058,37 75442,11 614,89 275752,44 99663,08 723,57 332701,03 110851,00 1111,83 333887,38 120308,54 1736,39
5. Kempas 331810,47 119542,20 1024,52 268095,48 126103,20 1002,86 325884,06 132598,90 1285,34 302766,49 136889,90 1365,52
6. Rasamala 237092,61 120113,90 985,84 281694,01 118016,40 942,41 312947,27 97978,12 1175,35 288314,49 110584,40 1628,33
Keterangan : ES = kekakuan lentur statis (MOEs)
[image:33.792.70.725.128.575.2]21
Gelombang ultrasonik adalah gelombang suara yang bekerja pada frekuensi di atas 20 KHz, sehingga tidak terjangkau dalam indera pendengaran manusia. Gelombang ini dapat mengalir melalui medium padat, cair, maupun gas. Partikel-partikel bahan meneruskan gelo mbang dengan cara berosilasi searah penjalaran gelombang (Halliday dan Resnick (1984) dalam Waluyo 2001). Tiga parameter gelombang ultrasonik yang umumnya digunakan dalam pengujian secara tidak merusak yaitu kecepatan gelombang, koefisien atenuasi dan frekuensi respon tergantung dari tujuan pengujian dan kondisi material yang diuji (Lee et al. 1992 dalam Waluyo 2001).
Parameter yang digunakan dalam pengujian non destruktif metode gelombang ultrasonik ini adalah kecepatan rambatan gelombang ultrasonik. Kece patan gelombang ultrasonik dibangkitkan oleh getaran dengan parameter yang diukur berupa waktu perambatan gelombang ultrasonik. Kecepatan rambatan gelombang menjadi dasar dalam pendugaan kekakuan kayu, dalam hal ini kekakuan kayu berkolerasi erat dengan kekuatan kayu. Selanjutnya kecepatan rambatan gelombang enam jenis kayu pada berbagai kondisi kadar dicantumkan pada Gambar 3 di bawah ini.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 15 30 45
Kadar Air (%)
Kecepatan (m/s)
Sengon Mangium
Durian
Pinus
Rasamala
[image:34.612.149.488.406.606.2]Kempas
Gambar 3. Hubungan Kadar air dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
basah kecepatan rata-rata rambatan gelombang enam jenis kayu tersebut secara berurutan adalah sebesar 3103 m/s, 4683 m/s, 3747 m/s, 4636 m/s, 4683 m/s, dan 5694 m/s. Sedangkan pada kondisi kering tanur kecepatan rata-rata rambatan gelombang kayu sengon, mangium, durian, pinus, rasamala, kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 m/s, 5659 m/s , 5572 m/s, 6810 m/s, 5659 m/s, dan 6020 m/s. Hal ini sesuai dengan penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Kabir et al. (1997) , Wang et al. (2002), serta Van Dyk dan Robert (2005).
Menurut Wang et al. (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang merambat melalui kayu meningkat dengan penurunan kadar air dari keadaan titik jenuh serat ke keadaan kering oven, baik untuk spesimen longitudinal maupun radial. Walaupun demikian, pengaruh kadar air terhada p kecepatan rambatan gelombang ultrasonik berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat. Kecepatan gelombang ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh serat, tetapi untuk kadar air di bawah titik jenuh serat penurunan kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik lebih besar. Selanjutnya ditegaskan oleh Sakai et al. (1991) dalam Van Dyk dan Robert (2005) pada spesimen
longitudinal kecepatan rambatan gelombang ultrasonik mengalami penurunan secara linear dan dengan kemiringan yang cukup dari kadar air basah ke kondisi titik jenuh serat. Di bawah titik jenuh serat, kemiringan kurva meningkat tetapi tetap linear. Baik Sakai et al. (1991) maupun Mishiro (1996) dalam Van Dyk dan Robert (2005) menemukan bahwa gradien kelembaban mempunyai efek yang sama terhadap gelombang ultrasonik seperti rata-rata kadar air yang mengalami penurunan karena terlepasnya ikatan antar molekul air (desorption).
23
Bucur (1995) menyatakan bahwa ada beberapa hal yang mempengaruhi kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara lain mata kayu, kadar air dan kemiringan serat. Sakai dan CoWork (1990) dalam Bucur (1995) menyatakan bahwa kecepatan menurun secara drastis dengan kenaikan kadar air sampai titik jenuh serat dan setelah itu variasinya sangat kecil. Pada kadar a ir rendah, yaitu KA kurang dari 18% air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) merupakan media dimana gelombang ultrasonik disebarkan oleh dinding sel dan batas selnya. Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di bawah titik jenuh serat, yaitu kisaran KA antara 18-30 % penyebaran pada batas dinding sel akan berperan dalam me nghilangnya gelombang ultrasonik. Setelah titik jenuh serat, air bebas yang berada dalam rongga sel dan porositas kayu juga berfungsi sebagai faktor utama dalam penyebaran gelombang ultrasonik. Dengan demikian peningkatan kecepatan gelombang ultrasonik dapat dihubungkan dengan adanya air terikat (bound water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas (free water) dalam rongga sel.
2. Pengaruh Kerapatan Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik pada kondisi Kering Udara
Menurut USDA (1999) kadar air kayu mencapai kadar air kering udara atau kadar air kesetimbangan apabila kayu cenderung tidak melepaskan maupun menyerap air di sekitarnya. Dalam hal ini kadar air kayu menyesuaikan diri dengan kelembaban udara relatif dan suhu udara sekitarnya. Data hasil penelitian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik pada kondisi kadar air kering udara dicantumkan pada Tabel 2. Hubungan
kerapatan kayu dengan kecepatan rambatan gelombang ultrasonik pada kondisi kadar air kering udara disajikan pada Gambar 4 di bawah ini.
[image:37.612.155.486.277.481.2]
Gambar 4. Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Gambar 4 menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang pada enam jenis kayu sangat tinggi berkisar da ri 5691 m/s sampai dengan 6858 m/s. Kecepatan gelombang ultrasonik dipengaruhi kerapatan dengan hubungan terbalik sesuai persamaan V2 = E/ñ . Selain dari faktor tersebut, struktur sel dan kandungan air pada masing-masing kayu turut memberikan pengaruh terhadap kecepatan gelombang ultrasonik. Kadar air kering udara kayu sengon, mangium, durian, pinus, rasamala dan kempas secara berurutan yaitu : 17,52 %, 15,817 %, 14,11 %, 13,56 %, 14,106 %, 14,02 %.
Sengon, 5903Mangium, 6516
Durian, 5691
Pinus (SW), 6856 Rasamala, 6142
Kempas, 6104
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
Kerapatan (g/cm3)
25
Mishiro (1996) dan Chiu et al. 2000 dalam Wang et al. (2002) bahwa kecepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menurun dengan
peningkatan kerapatan. Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang ultrasonik berbeda pada spesimen longitudinal dan radial. Pada spesimen radial, gelombang ultrasonik merambat melalui sel-sel jari-jari, sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial. Perbedaan kecepatan rambatan gelombang ultrasonik pada arah radial dan longitudinal dipengaruhi oleh jenis sel (jari-jari dan aksial), struktur cincin kayu (jarak dan kerapatan kayu awal dan kayu akhir), dan karakteristik sel-sel struktural (sifat, volume fraksi, panjang, bentuk, ukuran dan pengaturan sel).
Kecepatan rambatan gelombang pada pinus yang merupakan jenis
softwood (konifer) adalah yang paling tinggi (6856 m/s) diantara jenis yang
lain. Jenis konifer diketahui memiliki struktur kayu yang seragam (homogen). Menurut Watanabe (2002) dalam Wang et al. (2003) struktur softwood
kontinus dan seragam, disusun oleh elemen-elemen anatomis panjang yang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi. Sementara itu, kecepatan rambatan gelombang kayu mangium yang merupakan jenis kayu hardwood
adalah 6516 m/s. Hasil ini tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al. (2005) dimana kecepatan rambatan gelombang pada kayu mangium 6213 m/s.
Menurut Bucur (1995) sifat-sifat ultrasonik tergantung pada jenis kayu. Setelah menguji beberapa jenis seperti cemara, doglas-fir (cemara Douglas), pinus, jati, dan pohon lainnya untuk mengetahui pengaruh jenis terhadap sifat-sifat gelombang ultrasonik diperoleh bahwa sifat-sifat gelombang
B. Sifat Mekanis
Nilai rata-rata hasil dari pengujian mekanis contoh kecil bebas cacat kayu
sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen), kayu mangium
(Acacia mangium Willd), durian (Durio zibethinus Murr), tusam
(Pinus merkusii Junghuhn & de Vriese), rasamala (Altingia excelsa Norona), dan kayu kempas(Koompassia malaccensis Maing) disajikan pada Tabel 3.
Sifat mekanis enam jenis kayu pada berbagai kondisi kadar air dicantumkan pada Gambar 5 di bawah ini :
0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
0 15 KA (%) 30 45
MOE (kg/cm2)
[image:39.612.170.499.254.436.2]MOEd Sengon MOEs Sengon MOEd Mangium MOEs Mangium MOEd Durian MOEs Durian MOEd Pinus MOEs Pinus MOEd Rasamala MOEs Rasamala MOEd Kempas MOEs Kempas
Gambar 5. MOE pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar 5 menunjukkan kekakuan lentur statis (MOEs) dan kekakuan
lentur dinamis (MOEd) pada keenam jenis kayu semakin meningkat
dengan menurunnya kadar air dari kondisi kadar air titik jenuh serat ke kondisi kadar air kering tanur . Kadar air kayu dapat mempengaruhi nilai kecepatan gelombang maupun kerapatan. Menurut Kretschmana dan Green (1996) dalam Van Dyk dan Robert (2005) MOE kayu meningkat bersamaan dengan
penurunan kadar air karena terjadi pengurangan efek plastis air. Jadi, kecepatan gelombang ultrasonik meningkat seiiring dengan
27
Menurut Wang et al. (2002) secara kimia adanya air terikat pada dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan gelombang yang melewati kayu, sebanding dengan penurunan MOE dan peningkatan kerapatan kayu. Ketika kecepatan gelombang menurun dengan meningkatnya kadar air, nilai MOE juga menurun. Pada bagian lain, peningkatan kerapatan yang disebabkan oleh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh dapat menghasilkan nilai perhitungan MOE yang lebih tinggi.
Kekakuan lentur (MOE) pada kondisi kering udara menunjukkan bahwa pada pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata -rata MOEd lebih tinggi dibandingkan nilai MOEs. Secara berurutan MOEd Sengon, Mangium, Durian, Pinus, Rasamala, Kempas lebih besar 32,77 %, 30,12 %, 41,27 %, 33,32 %, 31,31 %, 40,69 % dari MOEs. Sementara itu penelitian Bodig dan Jayne (1982) dengan jenis kayu West Coast hemlock, Coast Douglas fir,
Inland Douglas fir menghasilkan nilai pengujian dinamis (MOEd) yang lebih
tinggi 5-10 % daripada nilai pengujian statis (MOEs). Penelitian Bucur (1995) dengan jenis kayu spruce dan beech menghasilkan nilai pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 10% daripada nilai pengujian statis (MOEs). Penelitian Oliviera et al. (2002) dengan jenis kayu jatoba dan cupiula
menghasilkan nilai pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 20% daripada nilai pengujian statis (MOEs). Selanjutnya Penelitian Karlinasari et al. (2005) dengan jenis kayu aghathis, mangium, manii, meranti, pinus dan sengon menghasilkan nilai pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 % daripada nilai pengujian statis (MOEs).
Sementara itu berdasarkan hasil penelitian ini, nilai MOE dinamis rata-rata lebih tinggi 35% dibandingkan nilai rata -rata MOE statis. Nilai pengujian
(kayu gergajian). Sepanjang sumbu longitudinal, kecepatan gelombang ultrasonik efektif untuk menilai MOE dan sebagai suatu metode pembuatan kelas/kategori.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0 15 30 45
KA (%)
MOR (Kg/cm2)
MOR Sengon
MOR Mangium
MOR Durian
MOR Pinus
MOR Rasamala
[image:41.612.158.477.135.324.2]MOR Kempas
Gambar 6. MOR pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar 6 menunjukkan bahwa pada keenam jenis kayu tersebut di atas kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya kadar air. Hal ini menandakan bahwa dengan semakin menurunnya kadar air di bawah TJS kekuatan kayu semakin kuat. Penelitian pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa kerapatan, berat jenis dan persentase volume serat merupakan peubah yang memegang peranan sebagai indikator sifat meka nis. Haygreen dan Bowyer (1996) mengatakan bahwa semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel tersebut. Karena kekuatan kayu terletak pada dinding sel,
maka semakin tebal dinding sel semakin kuat kayu tersebut. Selanjutnya Tsoumis (1991) menegaskan bahwa sifat mekanis kayu
dipengaruhi oleh banyak faktor, terutama oleh kadar air, kerapatan/berat jenis, lama pembebanan dan cacat-cacat kayu. Kera patan merupakan faktor yang
baik dan paling sederhana untuk menduga kekuatan kayu bebas cacat. Dengan demikian kerapatan/berat jenis dapat digunakan sebagai indikator
kunci sifat fisis dalam hubungannya dengan sifat mekanis kayu, dimana semakin meningkat berat jenis kayu maka kekuatan atau sifat
29
C. Hubungan antara Keteguhan Lentur Statis (MOEs) dan Keteguhan Lentur Dinamis (MOEd) dengan Tegangan Lentur Patah (MOR) pada Kondisi Kering Udara
Hasil penelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs)
dan kekakuan lentur dinamis (MOEd) dengan kekuatan lentur patah (MOR)
disajikan pada Tabel 4. dalam bentuk persamaan regresi linear sedehana. Keeratan atau keline aran hubungan ini ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi (R2),
[image:42.612.121.506.295.530.2]dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau semakin linear sehingga dapat digunakan untuk menduga variabel tak bebasnya dengan baik (Santoso, 1999).
Tabel. 4 Model Regresi Linear sederhana 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED dan MOES dengan MOR
Jenis Kayu Parameter Model Regresi r R2 Signifkansi
(x dan y) (á = 0.05)
1. Sengon MOEs dan MOR y = 50,861 + 0,0084x 0,97 0,94 0,0056* MOEd dan MOR y = 14,465 + 0,0031x 0,97 0,94 0,0062* 2. Mangium MOEs dan MOR y = 684,27 - 0,0016x 0,22 0,05 0,7277t n
MOEd dan MOR y = 529,73 + 0,0003x 0,17 0,03 0,7880t n 3. Durian MOEs dan MOR y = 168,66 + 0,0074x 0,99 0,99 0,0007*
MOEd dan MOR y = 125,66 +0,0033x 0,63 0,40 0,2515t n 4.Pinus(sw) MOEs dan MOR y = 649,22 + 0,0042x 0,80 0,65 0,1004t n MOEd dan MOR y = 853,78 + 0,0008x 0,43 0,18 0,4745t n 5. Kempas MOEs dan MOR y = -952,53 +0,0169x 0,84 0,71 0,0750t n MOEd dan MOR y = 711,09 + 0,0017x 0.43 0.19 0.4695t n 6. Rasamala MOEs dan MOR y = 607,91 + 0,0058x 0,98 0,97 0,0025*
MOEd dan MOR y = 42,708 + 0,0036x 0,88 0,77 0,0500*
r = koefisien kore lasi; R2 = koefisien determinasi; tn = tidak signifikan *signifikan pada selang kepercayan 95%
Hasil penelitian pada Tabel 4 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs dan MOEd dengan MOR. Keeratan ata u kelinearan hubungan
100 sampel pengujian kekakuan lentur statis, 99 sampel diantaranya dapat digunakan dengan baik untuk menentukan kekuatan lentur patahnya.
Dengan demikian 99 % kekuatan lentur patah dapat diterangkan oleh kekakuan lentur statis. Sedangkan hubungan keeratan MOEs dengan
MOR yang rendah terjadi pada kayu mangium dengan nilai koefisien determinasi 0,05 atau 5 %. Dengan rendahnya nilai R2 ini dapat dikatakan tidak ada hubungan linear antara kedua sifat tersebut. Hal ini dibuktikan dengan analisis uji statistik uji F pada tingkat nyata 5 %, dimana diperoleh bahwa MOEs tidak berpengaruh nyata terhadap MOR.
Pada uji keragaman berdasarkan probabilitas (á = 0.05) diketahui bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon, durian, dan rasamala berurutan 0.006, 0.001, 0.003 atau lebih kecil dari 0.05, sehingga dengan demikian koefisien regresi signifikan. Sedangkan pada jenis kayu mangium, pinus dan kempas tidak signifikan. Koefisien yang tinggi
antara modulus elastisitas dan keteguhan lentur patah dinyatakan oleh Surjokusumo (1977) dalam Ginoga (1982) bahwa modulus elastisitas
merupakan salah satu indikator yang mempunyai korelasi tinggi dalam hubungannya dengan keteguhan patah. Dinyatakan pula bahwa
disamping mudah mengukurnya, indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepotong balok kayu seperti mata kayu, serat miring, kayu rapuh, dan sebagainya. Dengan adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat
mekanis tersebut maka modulus elastisitas (MOE) dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR).
Hubungan MOEd dan MOR pada kayu sengon dan rasamala sangat tinggi. Pada hubungan tersebut nilai koefisien determinasi (R2) tinggi yaitu secara berurutan 0.94 atau 94 % dan 0.77 atau 77 %. Hal ini menunjukkan bahwa
MOEd pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR. Sedangkan pada keempat kayu lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah dengan nilai korelasi (r) dan koefisien determinasi rendah,
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin me ningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi kadar air basah ke kondisi
kering tanur.
2. Modulus elastis itas dinamis, modulus elastis itas statis dan keteguhan lentur patah enam jenis kayu meningkat dengan me nurunnya kadar air dari kondisi titik jenuh serat ke kondisi kering tanur.
3. Terdapat korelasi linier antara modulus elastisitas dengan keteguhan lentur patah enam jenis kayu kecuali pada jenis kayu Acacia mangium. Dengan demikian modulus elastisitas dapat digunakan untuk menduga keteguhan lentur patah pada kayu kering udara.
4. Terdapat korelasi linier antara modulus elastisitas dinamis dengan keteguhan lentur patah jenis kayu sengon (Paraserianthes
falcataria L. Nielsen) dan rasamala (Altingia excelsa Norona).
Dengan demikian pengukuran non destruktif menggunakan metode ultrasonik dapat menduga keteguhan lentur statis melalui model regresi
linear sederhana. Namun demikian untuk jenis kayu mangium
(Acacia mangium Willd), kayu durian (Durio zibethinus Murr), kempas
(Koompassia malaccensis Maing), dan tusam (Pinus merkusii
Junghuhn & de Vriese) tidak terdapat korelasi linier, sehingga pengukuran
non destruktif dengan metode ultrasonik belum dapat digunakan untuk menduga keteguhan lentur statis.
5. Hasil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 35% dari MOEs (destruktif).
B. Saran
1. Perlu penelitian lebih lanjut dengan metode evaluasi non destruktif berbasis gelombang ultrasonik pada jenis-jenis kayu yang dapat mewakili jenis kayu di Indonesia untuk mendapatkan model persamaan penduga keteguhan dengan menggunakan jumlah data yang cukup.
2. Perlu penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh kelembaban dan suhu terhadap kecepatan rambatan gelombang ultrasonik.
DAFTAR PUSTAKA
Abdul-Malik S, Al-Mattarneh H.M.A., Nuruddin M.F. 2002. Review of Nondestructive Testing and Evaluation on Timber, Wood and Wood
Products. Proceedings of The 7th World Conference on Timber
Engineering; Shah Alam, 12-15 August 2002. Shah Ala m: hlm 346-353. Bucur, V. 1995. Acoustic of wood. Institute National de la Recherche
Agronomigue Centre de Recherches Forestieres. Nancy. France.
Bodig, J. dan B. A. Jayne. 1982. Mechanics of Wood and wood composites. Van Nostrand Reinhold Company, New Yor k.
Ginoga, B. 1982. Suatu Studi Mengenai Pengelompoksn Sifat Mekanis Bebarapa
Jenis Kayu Indonesia. Tesis Fakultas Pascasarjana. IPB. Tidak diterbitkan.
Haygreen, J. G. dan J. L. Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu
Pengantar. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Kabir, M. F., H. A. A.Sidek., W. M.Daud and K. Khalid. 1997. Effect of Moisture Content and Grain Angle on the Ultrasonic Properties of Rubber Wood.
Holzforschung Vol 51 No. 3. Department of Phisics. University Pertanian Malaysia. Se langor. Malaysia.
Karlinasari, L., Surjokusumo, Y. S. Hadi, and N. Nugroho. 2005. Non Destructive
Testing on six Tropical Woods Using Ultrasonic Method 6th International
Wood Science Symposium. 28-30 August 2005. Bali. Indonesia. hlm
109-116
Mandang, Y. I. Dan I. K. N. Pandit. 1997. Pedoman Identifikasi Jenis Kayu di
Lapangan. Yayasan Prosea. Bogor.
Martawijaya, A., I. Kartasujana, K. Kadir dan S. A. Prawira. 1989. Atlas kayu
Indonesia. Departemen Kehutanan. Jakarta.
Mc Intire, P. Albert, S. B. and Robert, E.G. 1991. Non Destructive Testing
Hanbook, Second Edition, Vol. VII. Ultrasonic Testing. American Society
for Nondestructive Testing. Inc.
Oey Djoen Seng. 1990. Berat Jenis dari Jenis-Jenis Kayu Indonesia untuk
Keperluan Praktek. Pengumuman no.13. Pusat Penelitian dan
Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.
Oliviera, F.G.R. de, Campos J.A.O. de, Pletz E., Sales A. 2002. Assessment of Mechanical Properties of Wood Using an Ultrasonic Technique.
Proceedings of 13th International Symposium on Nondestructive Testing of
Wood; University of California Berkeley Campus. 19-21 Agu 2002. Madison: Forest Product Society. hlm 75-78.
Pamoengkas, P. 1992. Pedoman Teknis Penanaman Jenis -Jenis Kayu Komersial. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Jakarta.
Pendidikan Industri Kayu Atas [PIKA]. 1979. Mengenal Sifat-Sifat Kayu
Indonesia dan Penggunaannya. Kanisius. Yogyakarta.
Rahayu, M., U. Soetina dan N. Sumarsi. 1991. Potensi Beberapa Jenis Akasia di
Indonesia dalam HTI. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Vol VIII (I) :
9-12. Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor.
Sandoz, J.L. 1994. Standing Tree Quality Assessment Using Ultrasound. Proceedings of First European Symposium on Nondestructive Evaluation of Wood; Sopron, 21-23 Sep 2000. Sopron: University of Sopron. Vol. 2 hlm 493-502.
. 1996. Ultrasonic Solid Wood evaluation in industrial Applications. Tenth Inter. Symp. On Nondestructive testing of Wood. NDT. Net. Vol.2. www.ndt.net/article/sandoz/sandoz.htm.
. 1998. Wood Testing Using Acousto-ultrasonic. http://timber.ce.wsu.edu/Resources papers/7-5-5.pdf
Santoso, S. (1999). SPSS Mengolah Da ta Statistik Secara Profesional. P.T. Elex Media Komputindo. Jakarta.
Taranggono, A., H. Subagya dan U. Rachmat. 1999. Sains Físika 1b untuk kelas 1 SMU. Bumi Aksara.
Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood Structure, Properties
Utilization. Von Nostrend Reinhold.
Uhmier, A., T. Morooka and M. Norimoto. 1998. Influence of Thermal Softening
and degradation on the radial compression Behavior of Wet Spruce.
Holzforschung, 52.(1), 77-81.
USDA Forest Service. Forest Products Laboratory (USDA).1999. Wood
Handbook : Wood as an Engineering Material. Forest Prod. Soc.,
Madison. WI.
Van Dyk, H and R. W. Rice (2005). Ultrasonic Wave Velocity As a Moisture Indicator in Frozen Lumber. Forest Prod. J. 55 (6) : 68 - 72
Waluyo, S. 2001. Pengkajian Sifat Fisiko Kimia dan Akustik Buah Durian Lokal Ciherang. (Tesis). Bogor. Institut Pertanian Bogor. Fakultas Pertanian. Wang, Xiping, Ross R.J. 2002. Nondestructive Evaluation of Wood. Chapter 10:
Nondestructive Evaluation of Green Materials – Recent Research and
Development Activities. Madison WI: U.S. Dept. of Agriculture, Forest
Service, Forest Prod. Laboratory. hlm 149-171.
Wang, S. Y., C. J. Lin and C. M. Chiu. 2003. Adjusted Dynamic Modulus
Lampiran 1. Alur Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis 6 Jenis kayu
*Berat Basah - BTJS = berkurang 10-15 g
*BTJS -BKU = Berkurang 2- 4 g (* Sumber Wang et al.,2003)
Balok (2x2x4) cm
Ukur, Timbang, & oven (KA basah{%})
Pengujian Keteguhan Lentur (MOEd, MOEs,MOR)
CU Ukuran (2x2x35) cm
Dipotong
Balok (2x2x30) cm cm
Pengeboran kedua ujung è (5 mm)
Perendaman Dalam Air(7 hari)
Pengangkatan Contoh Uji dari Bak Perendaman
Kondisi Basah
TJS&KU
Timbang Berat Awal (BA)
KA = BA-BKTtarget
BKTtarget
BKTtar get = BBtarget penurunan/1+(%KA)
BKTtarget
BB CU
Kondisi BKT Pengeringan Oven 102 ± 3
0
C (± 2 x 24 jam)/ Konstan
Lampiran 2. MOEd dan Kecepatan Gelombang pada Berbagai Kondisi Kadar air (Hasil Uji Non Destruktif)
Jenis Cu MOEd(kg/cm2) MOEd(kg/cm2) MOEd(kg/cm2) MOEd(kg/cm2) jenis Cu vr1 BSH VR1 TJS vr1 KU vr1 BKT sengon BASAH tjs k u bkt sengon m/s m/s m/s m/s
1 64880.663 132442,1577 144910,4778 111800.7568 1 3358 5882 6522 5961 2 75863.61612 86506,06452 137773,058 99456.31686 2 3181 5455 6383 5882 3 72539.88641 104816,777 83341,44165 117066.2353 3 2903 5769 5882 6294 4 59476.34742 123313,2892 72051,35482 157219.6455 4 3051 5769 5556 7143 5 72539.88641 102708,8073 97411,70896 105134.1733 5 3020 6000 5172 5882
rata-rata 69060.07987 109674,309 105739,6171 117276.0067 VR2 3103 5775 5903 6233
Rasamala Rasamala
1 201976.2455 261685.0721 295333,5654 269249.2375 1 4110 5660 6122 5455 2 220271.7425 340604.6584 285436,3436 275669.3641 2 5172 5882 6042 5556 3 301464.9593 311198.3515 291903,4264 286466.8604 3 5390 5597 6041 5556 4 183345.8802 258029.8627 334895,718 310801.6537 4 4478 5455 6383 5845 5 278404.2238 242209.1152 358335,7583 299689.4067 5 4266 5172 6122 5882 237092.6103 281694.0141 312947,2745 288314.4867 VR2 4683 5553 6142 5659
Mangium Mangium
1 142872.0303 159420,0323 200604,928 531653.6089 1 4737 6250 6524 6977 2 147818.8001 164122,7646 168265,9199 222022.1374 2 4306 6165 6383 7201 3 181348.1203 174092,894 177245,3717 201452.0146 3 4412 5882 6383 6385 4 155063.7727 169837,7318 191894,769 299102.5185 4 4412 6000 6522 6383 5 149963.1136 187060,6177 220190,5882 160021.2944 5 4266 6250 6768 5660
rata-rata 155413.1674 171228,3434 191168,192 276261.2893 VR2 4427 6109 6516 6521
Durian Durian
1 160924.614 136596.406 209805,441 348546.247 1 3136 5660 5882 5556
<
