SKRIPSI. Disusun Oleh : ARIS CHOLID BAICUNI PRAMANTO NIM : I

(1)

commit to user

STUDI KUAT TEKAN, KUAT GESER DAN KUAT LEKAT

CAMPURAN SERBUK GERGAJI, SERBUK KETAM DAN

SERBUK AMPLASAN KAYU JATI DENGAN PEREKAT

RESIN DAN HARDENER SEBAGAI BAHAN

PERBAIKAN KAYU

(Compression, Shear and Bond Strenght Study of Mixing Sawdust, Shavings and Sandpaper Powder Teak Wood with Adhesive Resin and Hardener

as Repair Wood Material)

SKRIPSI

Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Tekn ik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

ARIS CHOLID BAICUNI PRAMANTO NIM : I 1110008

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013

(2)

commit to user

iv

MOTTO

Segala sesuatu jangan hanya dipikirkan karena akan menjadi beban dan

membuat bingung, buatlah sebuah rencana dan laksanakan rencana tersebut dengan sebaik-baiknya.

Selalu berdoa, tawakal dan minta pertolongan kepada Allah Subhana Wata’ala

Belajar menerima apa adanya dan berpikir positif

Manfaatkan waktu sebaik-baiknya, jadikan hidup selalu bermanfaat,

ambil hikmah dari setiap kejadian.

“Jika kamu tidak memiliki apa yang kamu sukai,

maka sukailah apa yang kamu miliki saat ini”

Ingatlah “selagi bisa dilakukan sekarang kenapa harus nunggu besok”

PERSEMBAHAN

Ibu dan Bapak yang tercinta terima kasih atas doanya,

semoga selalu diberi kesehatan dan dalam lindungan Allah Subhana Wata’ala, Kakak-kakakku yang tersayang terima kasih atas dukungannya,

Sobat dan teman-teman S1 Transfer 2010

terima kasih untuk warna yang kalian berikan selama kita bersama, Terima kasih untuk Bowo, Supriyadi, Baktiar dan Pujianto atas motivasinya, Terima kasih kepada Bapak Achmad Basuki, ST, MT dan Ir. Budi Utomo, MT

atas bimbingan dalam menyelesaikan skripsi ini, Almamaterku Universitas Sebelas Maret Surakarta.

(3)

commit to user

v

ABSTRAK

Aris Cholid Baicuni Pramanto, 2013. “STUDI KUAT TEKAN, KUAT GESER DAN KUAT LEKAT CAMPURAN SERBUK GERGAJI, SERBUK KETAM DAN SERBUK AMPLASAN KAYU JATI DENGAN PEREKAT RESIN DAN HARDENER SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN KAYU”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Kayu merupakan material konstruksi dan non konstruksi. Dalam penggunaannya baik sebagai material konstruksi maupun non konstruksi diperlukan pemilihan jenis kayu yang tepat. Kerusakan yang terjadi pada kayu menyebabkan kekuatan kayu berkurang. Kerusakan tersebut salah satunya dapat berupa lubang yang disebabkan karena serangan serangga, jamur dan kesalahan manusia dalam pengerjaannya. Untuk meningkatkan kembali kekuatan kayu tersebut digunakan metode patching. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat dari material penambal dengan harapan dapat meningkatkan kembali kekuatan kayu yang berkurang akibat lubang.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kuantitatif atau eksperimen, yaitu membuat benda uji dengan mencampurkan serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan serta resin dan hardener sebagai perekat. Campuran yang sudah merata dicetak dengan bekisting yang sudah ditentukan ukurannya. Perbandingan yang digunakan yaitu kadar filler sebesar 25%, 50% dan 75% dari total kebutuhan serbuk kayu, sedangkan kadar hardener sebesar 75% dan 100% dari kadar resin.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan didapat hasil kuat tekan yang paling rendah 20,28 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 75% dan kadar filler 25%. Kuat tekan paling tinggi 31,79 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 100% dan kadar filler 25%. Kuat geser yang paling rendah 2,07 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 75% dan kadar filler 75%. Kuat geser paling tinggi 18,42 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 100% dan kadar filler 75%. Kuat lekat yang paling rendah 0,78 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 75% dan kadar filler 75%. Kuat lekat paling tinggi 8,94 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 100% dan kadar filler 75%.

Kata kunci : kayu, perbaikan kayu, serbuk gergaji, serbuk ketam, serbuk amplasan, resin, hardener, kuat tekan, kuat geser, kuat lekat.

(4)

commit to user

vi

ABSTRACT

Aris Cholid Baicuni Pramanto, 2013. “COMPRESSION, SHEAR AND BOND STRENGHT STUDY OF MIXING SAWDUST, SHAVINGS AND SANDPAPER POWDER TEAK WOOD WITH ADHESIVE RESIN AND HARDENER AS REPAIR WOOD MATERIAL”. Thesis Department of Civil Engineering Sebelas Maret University of Surakarta.

Wood is the material of construction and non construction. In its use as both construction and non construction materials needed proper selection of wood species. Damage to the wood causing the wood strength is reduced. Damage to one of these holes can be caused by insects, fungi and human error in the process. To increase the strength of wood is used method of patching. The purpose of this study to determine the compressive, shear and bond strength of the cement material in the hope of increasing the strength of wood is reduced due to the hole. The method used in this research is quantitative or experimental method, which makes the specimen by mixing sawdust, shavings and sandpaper powder as well as an adhesive resin and hardener. The mixture is evenly printed with the predefined size formwork. Comparison used the filler content of 25%, 50% and 75% of the total wood dust, while the hardener levels by 75% and 100% of the resin content.

Based on the research that has been done we got the result that the lower compressive strength 20.28 MPa on the specimen grading 75% hardener and filler content of 25%. Highest compressive strength of 31.79 MPa in specimen grading 100% hardener and filler content of 25%. The low shear strength 2.07 MPa in specimen grading 75% hardener and filler content of 75%. Highest shear strength 18.42 MPa on the specimen grading 100% hardener and filler content of 75%. The low bond strength 0.78 MPa in specimen grading 75% hardener and filler content of 75%. Highest bond strength 8.94 MPa in the specimen with hardener levels of 100% and 75% filler content.

Keywords : wood, wood repair, sawdust powder, shavings powder, sandpaper powder, resin, hardener, compressive strength, shear strength, bond strength.

(5)

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan skripsi yang berjudul “Studi Kuat Tekan, Kuat Geser dan Kuat Lekat Campuran Serbuk Gergaji, Serbuk Ketam dan Serbuk Amplasan Kayu Jati dengan Perekat Resin dan Hardener sebagai Bahan Perbaikan Kayu”. Banyak hambatan dan rintangan yang penyusun temui dalam penyusunan laporan ini. Bantuan, dukungan, semangat dan kerjasama dari berbagai pihak, semua rintangan tersebut dapat teratasi. Penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff. 2. Ir. Bambang Santosa, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff.

3. Edy Purwanto, ST, MT selaku Ketua Program Studi Non-Reguler Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff. 4. Purnawan Gunawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Achmad Basuki, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I.

6. Ir. Budi Utomo, MT selaku Dosen Pembimbing II.

7. Tim penguji pendadaran Jurusan Tekn ik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

8. Semua pihak yang telah membantu pelaksanaan skripsi hingga selesai.

Sebagaimana mahasiswa yang masih dalam taraf belajar, disadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, dan masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penyusun harapkan. Akhir kata, semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca.

Surakarta, Februari 2013

(6)

commit to user

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

ABSTRACK ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GRAFIK ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

DAFTAR NOTASI ... xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 2 1.3. Batasan Masalah ... 3 1.4. Tujuan Penelitian ... 3 1.5. Manfaat Penelitian ... 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Uraian Umum ... 4

2.2. Sifat-sifat Kayu ... 5

2.2.1. Sifat Fisik Kayu ... 6

2.2.2. Sifat Mekanik Kayu ... 7

2.2.3. Sifat Kim ia Kayu ... 8

2.3. Mutu Kayu ... 8

(7)

commit to user

ix

2.5. Metode Perbaikan Kayu ... 12

2.6. Material Untuk Perbaikan ... 13

2.6.1. Serbuk Kayu ... 14

2.6.2. Kayu Jati ... 15

2.6.3. Perekat ... 18

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum ... 19

3.2. Bahan Penelitian ... 20

3.3. Peralatan Penelitian ... 20

3.4. Langkah Kerja ... 21

3.4.1. Tahap Persiapan Awal ... 21

3.4.2. Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan ... 21

3.4.3. Pemeriksaan Kadar Air ... 22

3.4.4. Tahap Pembuatan Benda Uji ... 22

3.4.5. Tahap Pengujian ... 27

3.4.6. Tahap Analisis Data dan Pembahasan ... 27

3.5. Diagram Alir Penelitian ... ... 28

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Data dan Hasil Pengujian Kadar Air ... 30

4.2. Data dan Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 31

4.2.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Tekan ... 32

4.3. Data dan Hasil Pengujian Kuat Geser ... 35

4.3.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Geser ... 36

4.4. Data dan Hasil Pengujian Kuat Lekat ... 39

4.4.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Lekat ... 40

4.5. Pembahasan ... 43

4.5.1. Kuat Tekan ... 43

4.5.2. Kuat Geser ... 44

4.5.3. Kuat Lekat ... 45

(8)

commit to user

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ... 49 5.2. Saran ... 50 DAFTAR PUSTAKA ... 51

(9)

commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Model Benda Uji Kuat Tekan ... 24

Gambar 3.2. Model Benda Uji Kuat Geser ... 25

Gambar 3.3. Model Benda Uji Kuat Lekat ... 26

(10)

commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Sifat-sifat mekanik kayu yang penting ... 7

Tabel 2.2. Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu ... 9

Tabel 2.3. Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilahan secara masinal/mekanis pada kadar air 15% ... 10

Tabel 2.4. Tingkat keawetan kayu ... 16

Tabel 2.5. Tingkat kekuatan kayu ... 16

Tabel 3.1. Benda uji untuk pengujian kuat tekan ... 23

Tabel 3.2. Benda uji untuk pengujian kuat geser ... 24

Tabel 3.3. Benda uji untuk pengujian kuat lekat ... 25

Tabel 4.1. Kuat tekan benda uji dengan variasi filler dan hardener ... 32

Tabel 4.2. Kuat geser benda uji dengan variasi filler dan hardener ... 36

Tabel 4.3. Kuat lekat benda uji dengan variasi filler dan hardener ... 40

(11)

commit to user

xiii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap

kuat tekan pada kadar filler 25% ... 33 Grafik 4.2. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap

kuat tekan pada tiap-tiap kadar filler ... 34 Grafik 4.5. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap

kuat geser pada kadar filler 25% ... 37 Grafik 4.6. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap

kuat geser pada tiap-tiap kadar filler ... 38 Grafik 4.9. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap

kuat lekat pada kadar filler 25% ... 41 Grafik 4.10. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap

(12)

commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Kebutuhan bahan Lampiran 2. Pemeriksaan kadar air Lampiran 3. Data hasil uji tekan

Lampiran 4. Hubungan tegangan-regangan Lampiran 5. Data hasil uji geser

Lampiran 6. Data hail uji lekat Lampiran 7. Dokumentasi

Lampiran 8. Berkas kelengkapan skripsi

(13)

commit to user

xv

DAFTAR NOTASI

Ew : modulus elastisitas lentur

Fb : kuat lentur

Ft// : kuat tarik sejajar serat

Fc// : kuat tekan sejajar serat

Fv : kuat geser

Fc : kuat tekan tegak lurus serat

m : kadar air (%)

Wo : berat benda uji sebelum dikeringkan (gram)

Wd : berat benda uji setelah dikeringkan (gram) CST : Campuran Sampel Tekan

CSG : Campuran Sampel Geser CSK : Campuran Sampel Kelekatan UTM : Universal Testing Machine H : Hardener

F : Filler

c

f : kuat tekan (MPa)

s

f : kuat geser (MPa)

cr

f : kuat lekat (MPa)

: tegangan aksial (kg/mm2) : regangan aksial

E : modulus elastisitas bahan (kg/mm2)

P : beban (kN)

maks

P : beban maksimum (kN) A : luas penampang (mm2) : derajat kemiringan (300)

(14)

commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di Indonesia banyak dijumpai bangunan dengan menggunakan material kayu, baik untuk konstruksi, non konstruksi maupun untuk keperluan lain. Material kayu sebagai konstruksi yaitu dalam penggunaannya memerlukan perhitungan struktur, sebagai contoh untuk kolom dan balok. Material kayu sebagai non konstruksi yaitu dalam penggunaannya tidak memerlukan perhitungan struktur, sebagai contoh untuk kosen pintu dan jendela, rangka plafon serta interior ruangan. Material kayu untuk keperluan lain yaitu sebagai bahan bangunan pendukung atau pelengkap, sebagai contoh untuk pengisi ruangan seperti keperluan mebel.

Material kayu yang digunakan baik untuk konstruksi, non konstruksi maupun untuk keperluan lain diperlukan pemilihan jenis kayu yang tepat. Kekuatan kayu akan berpengaruh terhadap kualitas kayu. Kekuatan kayu berkurang maka kualitas kayu akan menurun, begitu juga sebaliknya. Kekuatan kayu akan menurun karena mengalami kerusakan.

Kerusakan yang terjadi pada kayu dapat berupa lubang yang disebabkan karena serangan serangga, jamur dan kesalahan manusia dalam pengerjaannya. Semakin besar lubang kayu maka semakin besar luas permukaan kayu yang berkurang, sehingga kekuatan kayu tersebut akan berkurang/menurun. Beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas kayu, diantaranya adalah kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser kayu tersebut.

Untuk meningkatkan kembali kekuatan kayu yang menurun akibat mengalami kerusakan berupa lubang, maka digunakan metode patching. Material yang digunakan adalah campuran serbuk kayu dengan perekat resin dan hardener.

(15)

commit to user

2

Serbuk kayu yang berupa serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan merupakan sisa dari industri pengerjaan kayu yang jumlah ketersediaan serbuk tersebut sangat besar, namun tidak semua serbuk yang ada telah termanfaatkan, sehingga bila tidak ditangan i dengan baik maka dapat menjadi masalah lingkungan yang serius. Dalam kenyataan dilapangan sebagian masih ada yang di tumpuk sehingga membusuk, sebagian dibuang ke aliran sungai menyebabkan pencemaran air, atau dibakar secara langsung yang akibatnya ikut menambah emisi karbon di atmosfir.

Untuk menangani masalah serbuk kayu yang dihasilkan dari pengerjaan kayu yang selama ini sebagian dibiarkan membusuk, dibuang disungai dan dibakar, maka salah satu jalan yang dapat ditempuh adalah memanfaatkannya menjadi produk yang bernilai tambah.

Keberhasilan pemanfaatan limbah serbuk kayu sebagai bahan perbaikan kayu dengan patching diharapkan tambalan tersebut dapat meningkatkan kembali kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser kayu sehingga akan sama dengan kayu yang akan ditambal. Selain itu kayu yang rusak namun masih bisa digunakan tidak terbuang percuma dan dapat mengurangi kebutuhan akan kayu, mengingat persediaan kayu di alam semakin berkurang. Selain itu dapat memberi manfaat antara lain dari segi kehutanan dan industri kayu dapat mengurangi laju penebangan/kerusakan hutan dan mengoptimalkan pemakaian kayu.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Berapa besar kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat benda uji (campuran serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan kayu jati dengan perekat resin dan

hardener dengan variasi kadar hardener dan kadar filler) ?

b. Berapa besar modulus elastisitas benda uji (campuran serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan kayu jati dengan perekat resin dan hardener dengan variasi kadar hardener dan kadar filler) ?

(16)

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan masalah sebagai berikut :

a. Serbuk gergaji, serbuk pasahan/ketam dan serbuk amplasan kayu yang digunakan berasal dari kayu jati.

b. Perekat yang digunakan adalah resin dan hardener dengan merk epoxy.

c. Penelitian ini hanya menguji kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat dari masing-masing benda uji.

d. Komposisi campuran yang digunakan adalah :

1) Digunakan kadar hardener sebesar 75% dan 100% dari resin.

2) Digunakan filler kayu jati dengan kadar 25%, 50%, 75% dari serbuk gergaji + ketam.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Mengetahui kuat tekan, kuat geser, kuat lekat dan modulus elastisitas dari masing-masing benda uji dengan beberapa komposisi campuran.

b. Mengetahui pengaruh penambahan variasi hardener dan filler terhadap nilai kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat dari masing-masing benda uji.

1.5. Manfaat Penelitian Manfat dari penelitian ini adalah:

a. Pemanfaatan limbah dari pengolahan kayu yaitu, serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan kayu jati menjadi sesuatu yang sangat berguna.

b. Dengan adanya penilitian ini, dapat diketahui kuat tekan, kuat geser, kuat lekat dan modulus elastisitas campuran serbuk kayu sebagai material patching kayu. c. Memberikan petunjuk praktis dalam penggunaan campuran untuk keperluan

patching kayu, sehingga diharapkan tambalan tersebut mempunyai kekuatan

(17)

commit to user

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Uraian Umum

Kayu memiliki beberapa jenis tegangan, pada jenis tegangan tertentu nilainya besar tetapi pada jenis tegangan yang lain nilainya kecil. Jenis-jenis tegangan yang berbeda tersebut berperan secara bersama-sama. Tegangan tekan akan berusaha memperpendek kayu, tegangan tarik akan memperpanjang kayu, tegangan geser akan berusaha menggeser serat-serat kayu. Biasanya kayu sering mengalami kombinasi dari beberapa tegangan di atas secara bersamaan walaupun salah satu tegangan diantaranya akan mendominasi (Ali Awaludin, 2005).

Menurut Benny Puspantoro (1992), kayu sebagai bahan bangunan mempunyai sifat yang menguntungkan dan merugikan.

Sifat yang menguntungkan dari kayu adalah :

a. Mudah di dapat dan relatif murah harganya dibanding bahan bangunan lain seperti beton dan baja.

b. Mudah dikerjakan tanpa alat-alat berat atau khusus, misalnya mudah dipotong, dihaluskan, dilubangi, diukir ataupun disambung sebagai suatu konstruksi. c. Bentuknya indah alami sehingga sering di expose serat-seratnya sebagai

hiasan ruang, misalnya kayu jati.

d. Isolasi panas, sehingga rumah yang banyak menggunakan bahan kayu akan terasa sejuk nyaman.

e. Isolasi listrik.

f. Tahan zat kimia, seperti asam atau garam dapur.

g. Ringan, mengurangi berat sendiri dari bangunan, sehingga dapat menghemat ukuran fondasinya.

h. Bekasnya masih dapat dipakai lagi untuk keperluan lain, misalnya bongkaran kuda-kuda, terutama jati, masih dapat dipakai untuk mebeler.

(18)

i. Serba guna, artinya dapat dipakai sebagai konstruksi bangunan, seperti kuda-kuda atap, langit-langit, pintu-jendela, tiang atau dinding, maupun sebagai hiasan ruang seperti almari, meja-kursi, patung atau ukiran, selain itu dapat juga untuk alat bantu kerja sementara seperti bekisting untuk cor beton, bouwplank, prepil untuk pasangan fondasi atau bata, tangga kerja dan lain sebagainya.

Sifat yang merugikan dari kayu adalah :

a. Mudah terbakar dan menimbulkan api, sehingga rumah yang banyak memakai bahan kayu kalau terbakar sulit dipadamkan karena api mudah menjalar dari satu tempat ke tempat lainnya melalui bahan kayu ini.

b. Kekuatan dan keawetan kayu sangat tergantung dari jenis dan umur pohonnya, sedang kayu yang ada diperdagangan sulit ditaksir umurnya.

c. Cepat rusak oleh pengaruh alam, hujan/air menyebabkan kayu cepat lapuk, panas matahari menyebabkan kayu retak-retak.

d. Dapat dimakan serangga-serangga kecil seperti rayap, bubuk dan kumbang. e. Dapat berubah bentuknya, menyusut atau memuai, tergantung kadar air yang

dikandungnya. Bila kandungan airnya banyak kayu akan memuai, sebaliknya kalau kering kayu akan menyusut.

f. Kekuatan kayu tidak seragam, walaupun dari jenis pohon yang sama, ini disebabkan adanya cacat kayu seperti adanya mata kayu, arah serat yang tidak lurus dan retak.

2.2. Sifat-Sifat Kayu

Kayu adalah material yang dapat terurai dan dapat di daur ulang secara sempurna. Dengan demikian, kayu merupakan material bahan bangunan yang ramah lingkungan. Dalam pemanfaatannya kayu mengalami kendala, yaitu dapat mengalami kerusakan yang disebabkan oleh serangan serangga, jamur dan kesalahan manusia dalam pengerjaannya.

(19)

commit to user

6

2.2.1. Sifat Fisik Kayu a. Kadar air

Kadar air adalah kandungan air yang terdapat dalam kayu, biasanya dinyatakan sebagai persen dari berat kayu kering oven (SNI 03-6850-2002). Dalam penggunaan kayu sebagai bahan baku bangunan, kekuatan kayu dipengaruhi oleh kadar air. Semakin tinggi kadar air maka kekuatan kayu akan berkurang atau semakin rendah kekuatan kayu. Apabila kadar air dalam kayu berkurang/mengering maka kekuatan kayu akan meningkat. Oleh karena itu kandungan kadar air pada kayu perlu diketahui.

Ketika batang kayu mulai dio lah (ditebang dan dibentuk), kandungan air pada batang berkisar 40% hingga 300%. Kandungan air ini dinamakan kandungan air segar. Setelah ditebang dan mulai dibentuk atau diolah, kandungan air mulai bergerak keluar. Suatu kondisi dimana air bebas yang terletak diantara sel-sel sudah habis sedangkan air ikat pada dinding sel masih jenuh dinamakan titik jenuh serat. Kandungan air pada saat titik jenuh serat berkisar antara 25% sampai 30% (Ali Awaludin, 2005).

Di dalam (SNI-5, 2002) bahwa kayu kering udara dengan kandungan kadar air 20% dan penggolongan kelas kuat kayu secara masinal pada kandungan air standar 15%.

b. Cacat Kayu

(Ali Awaludin, 2005) Cacat atau kerusakan kayu dapat mengurangi kekuatan dan bahkan kayu yang cacat tersebut tidak dapat dipergunakan sebagai bahan konstruksi. Cacat kayu yang sering terjadi adalah :

1) Retak, retak pada kayu terjadi karena proses penyusutan akibat penurunan kadar air (pengeringan).

2) Mata kayu, mata kayu merupakan sambungan cabang pada batang utama kayu. Pada mata kayu ini terjadi pembelokan arah serat, sehingga kekuatan kayu menjadi berkurang. Untuk keperluan konstruksi, dihindari penggunaan batang kayu yang memiliki mata kayu.

(20)

3) Kemiringan serat, kem iringan serat menunjukkan sudut miring serat kayu. Kemiringan serat pada batang kayu terjadi disebabkan tidak sesuainya sumbu batang kayu dengan sumbu pohon pada saat pemotongan atau penggergajian.

c. Higroskopik

Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau kelembaban. Bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara disekitarnya. Yang termasuk dalam sifat higroskopik kayu adalah kadar lengas kayu dan kembang susut kayu (Dumanauw, 1993).

2.2.2. Sifat Mekanik Kayu

Sifat-sifat mekanik kayu atau kekuatan kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya luar atau beban yang berusaha merubah ukuran dan bentuk bahan tersebut. Kekuatan kayu tersebut tergantung dari besarnya gaya dan cara pembebanan (tarik, tekan, geser). Sifat mekanik kayu dipengaruhi oleh faktor luar kayu seperti kelembaban lingkungan dan faktor dalam kayu seperti berat jenis, cacat mata kayu, serat miring dan lain sebagainya. Untuk lebih jelasnya sifat-sifat mekanik kayu dan dimana sifat mekanik itu penting dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Sifat-sifat mekanik kayu yang penting

Sifat-sifat Bagaimana atau dimana sifat ini penting A. Sifat Kekuatan

Kekuatan lentur

Kekuatan tekan sejajar serat

Kekuatan tekan tegak lurus serat

Menentukan beban yang dapat dipikul suatu gelagar

Menentukan beban yang dapat dipikul suatu tiang atau pancang yang pendek

Penting dalam rancangan sambungan-sambungan antara suku-suku kayu dalam suatu bangunan dan pada penyangga gelagar

(21)

commit to user

8

Tabel 2.1. (Lanjutan)

Sifat-sifat Bagaimana atau dimana sifat ini penting Kekuatan tarik sejajar serat

Kekuatan geser sejajar serat

B. Sifat Elastik Modulus elastisitas

Penting untuk suku bawah (busur) pada penopang kayu dan dalam rancangan sambungan antara suku-suku bangunan

Sering menentukan kapasitas beban yang dapat dipikul o leh gelagar pendek

Ukuran ketahanan terhadap pembengkokan, yaitu berhubungan langsung dengan kekakuan gelagar juga suatu faktor untuk kekuatan atau tiang panjang

Sumber: US. Forest Products Laboratory (1974)

2.2.3. Sifat Kimia Kayu

Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena menentukan kegunaan suatu jenis kayu dan digunakan untuk membedakan jenis-jenis kayu. Susunan kimia kayu digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu terhadap serangan makhluk perusak kayu. Selain itu dapat pula menentukan pengerjaan dan pengolahan kayu, sehingga di dapat hasil yang maksimal (Dumanauw, 1993).

2.3. Mutu Kayu

Penggolongan kayu dapat ditinjau dari aspek fisik, mekan ik dan keawetan. Secara fisik terdapat klasifikasi kayu lunak dan kayu keras. Kayu keras biasanya memiliki berat satuan (berat jenis) lebih tinggi dari kayu lunak. Klasifikasi fisik lain adalah terkait dengan kelurusan dan mutu muka kayu. Terdapat mutu kayu di perdagangan A, B dan C yang merupakan penggolongan kayu secara visual terkait dengan kualitas muka (cacat atau tidak) arah, pola serat dan kelurusan batang.

(22)

Berdasarkan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (SNI-5, 2002). Kayu di Indonesia dibagi dalam tiga mutu, yaitu mutu A, mutu B dan mutu C. Seperti terlihat dalam Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu

Macam cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu C Mata kayu:

Terletak dimuka lebar Terletak dimuka sempit Retak Pingul Arah serat Saluran damar Gubal Lubang serangga

Cacat lain (lapuk, hati rapuh, retak melintang)

1/6 lebar kayu 1/8 lebar kayu 1/5 tebal kayu 1/10 tebal atau lebar kayu 1 : 13 1/5 tebal kayu eksudasi tidak diperkenankan Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada

tanda-tanda serangga hidup Tidak diperkenankan 1/4 lebar kayu 1/6 lebar kayu 1/6 tebal kayu 1/6 tebal atau lebar kayu 1 : 9 2/5 tebal kayu Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada

tanda-tanda serangga hidup Tidak diperkenankan 1/1 lebar kayu 1/4 lebar kayu 1/2 tebal kayu 1/4 tebal atau lebar kayu 1 : 6 1/2 tebal kayu Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada

tanda-tanda serangga hidup Tidak diperkenankan

(23)

commit to user

10

Sedangkan penggolongan mutu kayu berdasarkan kelas kuat secara masinal (grading machine) pada kandungan air standar 15% menurut (SNI-5, 2002) dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilahan secara masinal/mekanis pada kadar air 15%

Kode Mutu Ew Fb Ft// Fc// Fv Fc E 26 25000 66 60 46 6,6 24 E 25 24000 62 58 45 6,5 23 E 24 23000 59 56 45 6,4 22 E 23 22000 56 53 43 6,2 21 E 22 21000 54 50 41 6,1 20 E 21 20000 50 47 40 5,9 19 E 20 19000 47 44 39 5,8 18 E 19 18000 44 42 37 5,6 17 E 18 17000 42 39 35 5,4 16 E 17 16000 38 36 34 5,4 15 E 16 15000 35 33 33 5,2 14 E 15 14000 32 31 31 5,1 13 E 14 13000 30 28 30 4,9 12 E 13 12000 27 25 28 4,8 11 E 12 11000 23 22 27 4,6 11 E 11 10000 20 19 25 4,5 10 E 10 9000 18 17 24 4,3 9

(24)

keterangan :

Ew : modulus elastisitas lentur Fb : kuat lentur

Ft// : kuat tarik sejajar serat Fc// : kuat tekan sejajar serat

Fv : kuat geser Fc : kuat tekan tegak lurus serat

2.4. Kerusakan-kerusakan pada Kayu

Ribuan jenis kayu di Indonesia sebagian mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap organisme perusak dan sebagian mempunyai daya tahan yang rendah. Sebagian besar cukup memenuhi syarat digunakan sebagai bahan bangunan karena memiliki kekuatan yang cukup memadai. Akibat rentannya kayu tersebut terhadap serangan organisme perusak dapat berakibat menurunnya kekuatan kayu dalam penggunaannya. Selain itu, kesalahan dalam proses pengerjaan juga mempengaruhi kekuatan kayu.

Penyebab-penyebab kerusakan yang terjadi pada kayu antara lain : a. Akibat serangan jamur

Jamur merupakan salah satu mikroorganisme yang tidak memiliki klorofil sehingga dalam mempertahankan hidupnya akan mengambil energi serta bahan-bahan organik yang dihasilkan oleh tumbuhan hijau baik yang masih hidup ataupun yang sudah mati. Dengan demikian kayu sebagai produk terbesar dari tumbuhan hijau merupakan sumber makanan bagi berbagai jenis jamur dan bakteri.

b. Akibat serangan serangga

Jenis serangga perusak kayu, diantaranya : 1) Rayap

2) Kumbang kayu dan 3) Bubuk kayu.

c. Akibat kesalahan pada proses pengerjaan

Dalam proses konstruksi sering terjad i kesalahan dalam pengerjaan salah satunya yaitu salah dalam melubangi.

(25)

commit to user

12

2.5. Metode Perbaikan Kayu

Kayu sebagai bahan konstruksi bangunan harus mampu menahan beban-beban yang bekerja dalam jangka waktu yang telah direncanakan dan mempunyai ketahanan serta kekuatan sesuai dengan perencanaannya.

Penentuan metode dan material perbaikan umumnya tergantung pada jenis kerusakan yang ada, disamping besar dan luasnya kerusakan yang terjadi, lingkungan dimana struktur berada, peralatan yang tersedia, kemampuan tenaga pelaksanaan serta batasan-batasan dari pemilik seperti keterbatasan ruang kerja, kemudahan pelaksanaan, waktu pelaksanaan dan biaya perbaikan.

Petunjuk Teknis Perawatan Benda Cagar Budaya Bahan Kayu, 2006 menyatakan bahwa perbaikan adalah upaya merawat benda cagar budaya yang telah rusak dengan cara :

a. Perekatan, sasaran kayu asli yang patah, pecah (gempil) dalam ukuran kecil dengan cara mengoleskan lem pada permukaan kayu yang akan direkatkan. b. Penambalan, sasaran lubang dan bagian kayu yang rapuh dengan cara

mencampur dan aduk hingga rata bahan perekat (resin+hardener), kemudian campurkan dengan mill atau serbuk kayu. Isikan bahan tersebut pada bagian yang berlobang. Biarkan bahan mengering dan mengeras. Khusus untuk kayu rapuh yang volumenya besar perlu di sisipi dengan kayu sejenis yang volumenya sama dan sudah diolesi dengan bahan perekat.

c. Pengisian lubang bekas serangga, sasaran seluruh lubang pada permukaan kayu dengan cara menyiapkan bahan pengisi dengan mencampurkan serbuk kayu dengan lem atau epoxy resin sampai membentuk pasta, kemudian masukkan bahan pengisi ke dalam lubang bekas serangga dengan menggunakan spatula biarkan hingga mengering.

d. Injeksi bagian yang retak, sasaran retakan kayu dengan cara tutup retakan dengan wax atau lempung dan buat corong pada bagian yang paling atas. Siapkan campuran resin dan hardener secara homogeny, injeksikan bahan tersebut ke bagian kayu yang retak. Setelah campuran mengering, kupas wax atau lempung sampai bersih.

(26)

e. Penyambungan, sasaran bagian yang mengalami patah, rapuh dengan cara potong bagian kayu yang rapuh dan buatlah bidang sambung pada benda tersebut. Siapkan kayu pengganti dan buatlah bidang sambung sesuai bidang sambung yang ada pada benda tersebut. Siapkan bahan perekat dan oleskan pada kedua bidang sambung. Sambungkan kedua bidang sambung dan pasanglah klem atau tali pengikat agar posisi sambungan tidak berubah. Bidang sambung yang secara struktural berfungsi menyangga beban dapat dipasang pasak sebagai perkuatan. Khusus untuk kayu yang patah tetapi kondisinya masih baik, penyambungan hanya dilakukan dengan menggunakan perekat pada bidang patahan, sehingga bidang patahan difungsikan sebagai bidang sambung. Dalam hal kayu berukuran besar dan secara struktural berfungsi sebagai penyangga beban dapat digunakan pasak sebagai perkuatan. Setelah bahan perekat kering lepaskan klem dan tali pengikat, serta bersihkan sisa bahan perekat.

f. Penyelarasan warna (kamuflase), sasaran bekas pengisian lubang, bekas tambalan, bekas injeksi, dan bekas sambungan dengan cara siapkan serbuk gergajian kayu yang warna dan teksturnya sama dengan kayu asli. Siapkan bahan perekat epoxy resin dan campurkan dengan serbuk gergajian kayu hingga homogeny. Oleskan bahan tersebut pada bekas pengisian lubang, bekas tambalan, bekas injeksi, dan bekas sambungan. Setelah bahan perekat mendekati masa kental perlu ditaburi dengan serbuk gergajian kayu sejenis. Bersihkan sisa bahan perekat yang masih menempel di permukaan kayu.

2.6. Material Untuk Perbaikan

Pemilihan material untuk perbaikan biasanya dilakukan untuk mengetahui kinerja dari material yang akan diaplikasikan agar sesuai dengan yang dibutuhkan dilapangan. Beberapa syarat-syarat sebagai material untuk perbaikan :

a. Daya lekat yang kuat

Kelekatan antara material untuk perbaikan dengan kayu yang akan diperbaiki harus menyatu dengan baik sehingga satu kesatuan kayu yang utuh.

(27)

commit to user

14

b. Deformable pada kayu

Material untuk perbaikan harus menyesuaikan bentuk kayu yang akan diperbaiki.

c. Tidak mengurangi kekuatan kayu

Material untuk perbaikan yang digunakan untuk memperbaiki kayu mampu menahan beban yang sama pada kayu yang akan diperbaiki.

2.6.1. Serbuk Kayu

Serbuk kayu adalah sisa dari proses pengerjaan kayu. Serbuk kayu yang dihasilkan dari proses pengerjaan biasanya terkumpul dalam jumlah yang banyak. Pemanfaatan serbuk kayu di Indonesia belum begitu banyak selain untuk bahan kerajinan dan bahan bakar.

Produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 2,6 juta m3 per tahun (Forestry

Statistics of Indonesia 1997/1998). Dengan asumsi bahwa jumlah limbah yang

terbentuk 54,24 % dari produksi total maka dihasilkan limbah penggergajian sebanyak 1,4 juta m3 per tahun. Angka ini cukup besar karena mencapai sekitar separuh dari produksi kayu gergajian.

Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu gergajian sudah dimanfaatkan menjadi bentuk briket arang dan arang aktif yang dijual secara komersial (Pusat Pendidikan Lingkungan Hidup (PPLH), 2007). Namun untuk industri penggergajian kayu skala industri kecil yang jumlahnya mencapai ribuan unit dan tersebar dipedesaan, limbah in i belum dimanfaatkan secara optimal. Penelitian ini dimaksudkan untuk memanfaatkan serbuk kayu jati sebagai bahan perbaikan kayu dengan cara menambal kayu yang rusak akibat lubang. Bahan campuran yang dipakai pada penelitian ini adalah serbuk sisa penggergajian, pengetaman dan pengamplasan kayu. Jenis kayu yang digunakan adalah jenis kayu jati. Karakteristik serbuk kayu jati mempunyai kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan serbuk dari jenis kayu lainnya (Yohanes Kelik Bekti Subagyo, 2003).

(28)

Serbuk kayu sebagai bahan dasar material pembuatan benda uji dalam penelitian ini dibedakan menjadi tiga macam, yaitu :

b. Serbuk gergaji, yaitu serbuk yang berasal dari sisa penggergajian kayu. c. Serbuk pasahan/ketam, yaitu serbuk yang berasal dari sisa pemasahan kayu,

tekstur serbuk ini lebih kasar dan lebih besar dari serbuk gergaji.

d. Serbuk amplasan, yaitu serbuk yang berasal dari sisa penghalusan permukaan kayu, teksturnya sangat halus sehingga sangat cocok sebagai pengisi (filler).

2.6.2. Kayu Jati

Pirolisis biomassa merupakan salah satu teknologi alternatif yang dikembangkan

pada beberapa bidang dalam kimia. Salah satunya mengisolasi senyawa kimia yang kemudian dapat dikonversi menjadi sumber energi hidrokarban alternatif. Pada proses pirolisis terhadap kayu, terjadi degradasi lignin sebagai akibat dari kenaikan temperatur sehingga dihasilkan senyawa-senyawa karekteristik sesuai dengan jenis kayu. Daya tahan tersebut disebabkan oleh fenol, terpena, alkaloid dan subtansi lain yang menumpuk dalam kayu teras dan merupakan racun bagi jamur perusak kayu dan serangga.

Senyawa-senyawa hasil pirolisis serbuk kayu jati mengandung p-guaiakol, 2

metoksi 4 propenil fenol, 2 metoksi 4 metil fenol, 3,4,5 trimetoksi toluene dan 1,3 dimetoksi siringol (Fatimah & Nugraha, 2005).

J. P. B. Gmelig Meijling dan J. J. H. De Jong (1953) menggolongkan macam-macam kayu menjadi beberapa tingkat golongan, yaitu :

a. Tingkat Keawetan

Pada penyusunan daftar ini berpangkal pada pemakaian kayu dalam tanah di iklim panas, angka-angka menunjukkan jumlah tahun selama saat kayu tetap dalam keadaan baik. Tingkat keawetan kayu dapat dilihat pada Tabel 2.4.

(29)

commit to user

16

Tabel 2.4. Tingkat keawetan kayu

Tingkat I II III IV V

a 8 th 5 th 3 th singkat sekali singkat sekali b 20 th 15 th 10 th beberapa tahun singkat sekali

c tak terbatas tak terbatas lama 10 th atau 20 th singkat d tak terbatas tak terbatas tak terbatas minimum 20 th maks. 20 th

e tidak tidak agak cepat cepat sekali cepat sekali

f tidak tidak tidak tidak

membahayakan cepat sekali

Keterangan :

a. : dikenai tanah lembab

b. : diluar, dilindungi terhadap pemasukan air, tetapi tidak dikenai tanah c. : didalam, tidak dikenai tanah lembab

d. : didalam, tidak dikenai tanah lembab tetapi kayunya dipelihara e. : dimakan rayap

f. : d imakan kumbang bubuk kayu

b. Tingkat Kekuatan

Begitu banyak jenis kayu mempunyai kekuatan yang berbeda. Kekuatan kayu dinyatakan dalam Tabel 2.5.

Tabel 2.5. Tingkat kekuatan kayu

Tingkat I II III IV V

a 1100 kg/cm2 725 kg/cm2 500 kg/cm2 360 kg/cm2 < 360 kg/cm2 b 750 kg/cm2 425 kg/cm2 300 kg/cm2 215 kg/cm2 < 215 kg/cm2 c 0,9 kg/cm3 0,6 kg/cm3 0,4 kg/cm3 0,3 kg/cm3 < 0,3 kg/cm3

(30)

Keterangan :

a. : keteguhan lengkung kayu dalam kg/cm2 b. : keteguhan tekan kayu dalam kg/cm2 c. : berat jenis kayu dalam kg/cm3

c. Tingkat Pemakaian

Untuk menyatakan kegunaan kayu diberikan lima tingkat pemakaian, yaitu : Tingkat I dan II : untuk konstruksi-konstruksi berat, diluar dan dikenai oleh

tanah lembab.

Tingkat III : untuk konstruksi-konstruksi berat dibawah atap dan tidak dikenai tanah lembab.

Tingkat IV : untuk konstruksi-konstruksi ringan didalam. Tingkat V : untuk pekerjaan sementara.

Beberapa contoh kayu berdasarkan tingkat pemakaian :

Tingkat Pemakaian I : Jati, Merbau, Bangkirai, Sonokeling, Belian, Johar, Kayu Arang, Resak, Leban, Gofassa.

Tingkat Pemakaian II : Rasamala, Merawah, Lasi, Weru, Sonokembang. Tingkat Pemakaian III : Kamper, Puspa, Mahoni, Keruwing.

Tingkat Pemakaian IV : Meranti, Suren, Durian.

Bahwa kayu diatas sangat tergantung dari tempat pengambilan.

Dari golongan macam-macam kayu yang telah diuraikan, kayu jati termasuk : 1) Tingkat Pemakaian I

2) Tingkat Keawetan I 3) Tingkat Kekuatan II

Dengan keterangan bahwa kayu jati untuk konstruksi berat, pemakaian diluar dan dikenai tanah lembab lamanya sekurang-kurangnya 8 tahun. Diluar tetapi tidak dikenai tanah lamanya sekurang-kurangnya 20 tahun. Didalam tidak terbatas lamanya. Tidak dimakan rayap atau bubuk. Keteguhan lengkung sekurang-kurangnya 725 kg/cm2. Keteguhan tekan sekurang-kurangnya 425 kg/cm2.

(31)

commit to user

18

2.6.3. Perekat

Perekat yang digunakan bersifat thermosetting, yaitu sifat mengerasnya bahan perekat akibat percampuran dua komponen bahan yaitu resin dan harderner atau ditambah katalisator membentuk rangkaian tiga d imensi dan kalau sudah mengeras tidak dapat dilarutkan kembali. Perekat yang dipakai untuk mencampur serbuk kayu pada penelitian ini adalah campuran dari resin dan hardener dengan merk Epoxy MR. Epoxy MR dapat merekatkan praktis apa saja pada hampir semua benda, misalnya : besi-besi, besi-kayu, besi-kaca, aluminium-tembaga, kayu-plastik, porselen-porselen, batu perhiasan-emas. Dalam penggunaannya campuran yang dibiarkan akan membeku dalam 3 jam.

Epoxy MR adalah struktur bahan perekat thermosetting yang terdiri dari dua

komponen bahan yaitu resin dan harderner. Resin adalah bahan yang berfungsi sebagai perekat. Resin ini terdiri dari monomer atau polimer dengan kelompok

epoksida. Hardener adalah bahan yang berfungsi sebagai pengeras. Ketika

senyawa ini dicampur bersama, kelompok amina bereaksi dengan kelompok

epoksida untuk membentuk ikatan kovalen dengan demikian kaku dan kuat.

Nikho Sunartanto (2012), 90 gram campuran serbuk kayu membutuhkan kadar

resin 97 cc. Hasil pengujian didapat campuran yang mempunyai kuat tekan paling

tinggi adalah benda uji dengan kadar hardener 25% dan kadar filler 25% (CSM-F25/H25) dengan kebutuhan serbuk 100 gram, dengan nilai kuat tekan sebesar 0,73 MPa. Sedangkan campuran yang mempunyai kuat tarik paling tinggi adalah benda uji dengan kadar hardener 100% dan kadar filler 50% (TSM- F50/H100), kebutuhan serbuk 89 gram, dengan nilai kuat tarik sebesar 9,31 MPa.

(32)

commit to user

19

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Uraian Umum

Metodologi merupakan perihal urutan langkah-langkah yang ditempuh supaya pengetahuan yang diperoleh memenuhi ciri-ciri ilmiah. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kuantitatif atau eksperimen. Penyajian data hasil penelitian ini berupa diagram atau grafik.

Metode penelitian kuantitatif merupakan metode penelitian yang digunakan untuk meneliti pada sampel yang spesifik dengan teknik pengambilam sampel dikerjakan secara acak. Pengumpulan data dengan menggunakan alat bantu penelitian. Data yang diperoleh dan analisis data berbentuk kuantitatif atau statistik dengan tujuan untuk menguji hipotesis yang sudah ditetapkan.

Metode penelitian kualitatif merupakan metode penelitian yang digunakan untuk meneliti kondisi objek yg alamiah (sebagai lawannya adalah eksperimen), dimana peneliti adalah sebgai instrumen kunci. Pengambilan sampel, sumber dan data dilakukan secara sengaja. Tekn ik pegumpulan data dilakukan dengan penggabungan analisis data yang bersifat induktif atau kualitatif. Hasil metode penelitian kualitatif lebih menekankan pada makna daripada generalisasi.

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat setiap benda uji (material untuk perbaikan kayu) yang terbuat dari campuran serbuk kayu, yaitu serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan dengan perekat resin dan hardener, yang nantinya akan digunakan untuk bahan perbaikan kayu dengan cara patching. Selain itu penelitian yang dilakukan adalah mengamati pengaruh kadar filler dan penambahan kadar hardener terhadap kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat pada setiap benda uji.

(33)

commit to user

20

3.2. Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: a. Serbuk gergaji kayu jati,

b. Serbuk pasahan/ketam kayu jati, c. Serbuk amplasan kayu jati,

d. Perekat (resin dan hardener) dengan merk epoxy.

3.3. Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1) Pembuatan bekisting

a) Kayu lapis tebal 18 mm, b) Gergaji dan mesin potong,

c) Penggaris, jangka sorong dan alat tulis, d) Palu dan paku.

2) Pengujian kadar air a) Cawan,

b) Timbangan,

c) Oven dengan kapasitas 200 C. 3) Pembuatan benda uji

a) Sarung tangan karet,

b) Baskom plastik/wadah untuk mencampur, c) Timbangan,

d) Gelas ukur, e) Scrap, f) Pemadat.

4) Pengujian benda uji

a) UTM ( Universal Testing Machine)

Universal Testing Machine (UTM) adalah alat yang digunakan untuk

menguji kuat tarik, kuat tekan dan kuat geser suatu bahan. Alat ini menggunakan sistim hidrolis untuk memberikan gaya pada benda uji.

(34)

3.4. Langkah Kerja

Tahapan metodologi penelitian merupakan urutan-urutan kegiatan yang dilaksanakan secara sistematis, logis dengan mempergunakan alat bantu ilm iah yang bertujuan untuk memperoleh kebenaran suatu objek permasalahan.

Secara garis besar pelaksanaan penelitian dengan tahap-tahap sebagai berikut: Tahap I : Tahap persiapan awal.

Tahap II : Tahap pemilihan bahan dan peralatan.

Tahap III : Tahap pemeriksaan kadar air sebelum pengujian. Tahap IV : Tahap pembuatan benda uji.

Tahap V : Tahap pengujian.

Tahap VI : Tahap analisis data dan pembahasan.

3.4.1. Tahap Persiapan Awal

Tahap persiapan merupakan tahap awal untuk mempersiapkan segala sesuatu yang terkait dengan masalah penelitian yang akan dilakukan. Tahap persiapan yang pertama berupa menyiapkan semua kebutuhan bahan untuk pembuatan benda uji yaitu, menyiapkan serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan serta perekat. Tahap persiapan yang kedua berupa menyiapkan peralatan baik untuk pembuatan benda uji maupun untuk pengujian. Peralatan yang akan digunakan diperiksa sebelumnya untuk mengetahui kelayakan alat dalam pelaksanaan penelitian.

3.4.2. Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan

Bahan utama penelitian ini adalah serbuk kayu jati, yaitu serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan dengan perekat resin dan hardener. Serbuk kayu tersebut diperiksa terlebih dahulu agar tidak tercampur dengan bahan yang lain. Perekat juga diperiksa apakah masih layak atau tidak layak, tidak layak dalam artian perekat tersebut sudah menggumpal sehingga daya rekatnya berkurang.

(35)

commit to user

22

Peralatan yang digunakan adalah alat uji utama dan peralatan pembantu, seperti yang telah disebutkan di atas. Tujuan pemilihan peralatan untuk membantu dalam kelancaran proses penelitian.

3.4.3. Pemeriksaan Kadar Air

Kadar air kayu atau bahan berkayu dapat dinyatakan dalam kadar air berdasarkan berat kayu kering oven atau berat kayu basah. Langkah-langkah yang dilakukan untuk mengetahui kadar air serbuk kayu sebelum pengujian adalah sebagai berikut :

1. Menyiapkan serbuk kayu jati, yaitu serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan yang telah dipilih dimasukkan ke dalam cawan.

2. Menghitung berat masing-masing serbuk kayu dengan cara menimbang, sehingga mendapatkan berat awal (Wo).

3. Mengeringkan serbuk kayu yang telah disiapkan dengan cara di masukkan ke dalam oven selama 1 jam dengan suhu 1000C.

4. Setelah 1 jam, mengambil serbuk kayu dari dalam oven lalu menimbang masing-masing beratnya, sehingga mendapatkan berat serbuk kayu setelah kering oven (Wd).

5. Menghitung kadar air dengan mengacu pada Persamaan (3.1) :

% 100 ) ( 0 x W W W m d d -= (3.1) dengan : m : kadar air (%)

Wo : berat benda uji sebelum dikeringkan (gram) Wd : berat benda uji setelah dikeringkan (gram)

3.4.4. Tahap Pembuatan Benda Uji

Pembuatan benda uji, yaitu membuat sampel/benda uji yang berasal dari campuran serbuk kayu jati (serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan) dengan perekat resin dan hardener.

(36)

Dari uji pendahuluan yang dilakukan sebelumnya, jika satu benda uji dengan volume 282 cm3 membutuhkan serbuk kayu 118 gram,

maka, cm 0,42 gram

282 118

1 3 = =

Dari penelitian yang dilakukan sebelumnya, untuk 90 gram campuran serbuk kayu membutuhkan kadar resin 97 cc,

maka, gram 1,08 cc

90 97

1 = =

a. Benda uji kuat tekan

Jumlah benda uji yang digunakan untuk uji kuat tekan berjumlah 18 buah, dengan klasifikasi seperti pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Benda uji untuk pengujian kuat tekan.

Jenis benda uji

Kadar hardener 75 %

Kadar hardener 100 %

Kode sampel Jml

sampel Kode sampel

Jml sampel Serbuk gergaji + ketam

+ filler 25% CST-H75/F25 3 CST-H100/F25 3

Serbuk gergaji + ketam

keterangan :

CST : Campuran Sampel Tekan H : Hardener

(37)

commit to user

24

Benda uji kuat tekan dengan ukuran (5 x 5 x 5) cm, untuk lebih jelasnya bentuk sketsa benda uji kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 3.1.

5.00 5.00

5.00

ukuran dalam cm

Gambar 3.1. Model Benda Uji Kuat Tekan

b. Benda uji kuat geser

Jumlah benda uji yang digunakan untuk uji kuat geser berjumlah 18 buah, dengan klasifikasi seperti pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2. Benda uji untuk pengujian kuat geser.

Jenis benda uji

Kadar hardener 75 %

Kode sampel Jml

sampel Kode sampel

+ filler 25% CSG-H75/F25 3 CSG-H100/F25 3

keterangan :

CSG : Campuran Sampel Geser H : Hardener

F : Filler

(38)

Benda uji kuat geser dengan ukuran (6,1 x 5 x 5) cm, untuk lebih jelasnya bentuk sketsa benda uji kuat geser dapat dilihat pada Gambar 3.2.

ukuran dalam cm 4.30 1.80 4.30 6.10 2.50 2.50 5.00 1.80 5.00

Gambar 3.2. Model Benda Uji Kuat Geser

c. Benda uji kuat lekat

Jumlah benda uji yang digunakan untuk uji kuat lekat berjumlah 18 buah, dengan klasifikasi seperti pada Tabel 3.3.

Tabel 3.3. Benda uji untuk pengujian kuat lekat.

Jenis benda uji

Kadar hardener 75 %

Kode sampel Jml

sampel Kode sampel

+ filler 25% CSK-H75/F25 3 CSK-H100/F25 3

keterangan :

CSK : Campuran Sampel Kelekatan H : Hardener

F : Filler

(39)

commit to user

26

Benda uji kuat lekat dengan ukuran (4 x 6 x 20) cm, untuk lebih jelasnya bentuk sketsa benda uji kuat lekat dapat dilihat pada Gambar 3.3.

4.80 15.20 20.00 12.00 6.00 30° 4.00 ukuran dalam cm kayu campuran serbuk kayu

Gambar 3.3. Model Benda Uji Kuat Lekat

Langkah-langkah yang dilakukan untuk membuat benda uji adalah sebagai berikut:

1. Menimbang masing-masing serbuk kayu dengan berat yang telah ditentukan. 2. Mencampur semua serbuk kayu yang sudah ditimbang ke dalam baskom

plastik.

3. Resin yang sudah ditakar dengan menggunakan gelas ukur dituang kedalam baskom plastik yang berisi serbuk kayu.

4. Aduk campuran serbuk kayu dengan resin hingga merata kurang lebih 15 menit, kemudian hardener yang sudah ditakar dengan menggunakan gelas ukur dituang kedalam baskom plastik yang berisi campuran tersebut.

5. Aduk kembali campuran serbuk kayu yang sudah tercampur dengan resin dan

hardener hingga merata kurang leb ih 15 menit.

6. Setelah campuran merata tuang kedalam bekisting yang sudah disiapkan yang dilapisi dengan lakban plastik dengan cara dituang sedikit demi sedikit sambil ditekan hingga padat.

7. Tunggu min imal 24 jam untuk mendapatkan kering yang secara merata. P

(40)

3.4.5. Tahap Pengujian

Kuat tekan diperoleh dengan cara memberikan tekanan sehingga terjadi perubahan bentuk yang diakibatkan oleh adanya tekanan yang diberikan kepada material tersebut.

Kuat geser dipero leh dengan cara memberikan tekanan sehingga terjadi pergeseran yang diakibatkan adanya tekanan yang diberikan kepada material tersebut.

Kuat lekat diperoleh dengan cara memberikan tekanan sehingga terjadi pemisahan yang diakibatkan oleh adanya geser pada kedua material tersebut (kayu induk dan material patching).

Langkah-langkah yang d ilakukan untuk pengujian benda uji adalah sebagai berikut :

1. Mengukur masing-masing benda uji.

2. Meletakkan benda uji pada mesin UTM dengan mengaturnya pada tombol kontrol.

3. Pengujian kuat tekan dilakukan dengan memberikan gaya tekan/beban pada benda uji, hingga benda uji tersebut runtuh/pecah. Sehingga mendapatkan beban maksimum pada setiap benda uji.

4. Pengujian kuat geser dilakukan dengan memberikan gaya tekan/beban pada benda uji, hingga benda uji tersebut terjadi pergeseran. Sehingga mendapatkan beban maksimum pada setiap benda uji.

5. Pengujian kuat lekat dilakukan dengan memberikan gaya tekan/beban pada benda uji, hingga terjadi pemisahan benda uji tersebut. Sehingga mendapatkan beban maksimum pada setiap benda uji.

3.4.6. Tahap Analisis Data dan Pembahasan

Dari hasil pengujian diperoleh beban maksimum, kemudian dilakukan analisis data untuk mengetahui besarnya kekuatan/tegangan pada setiap benda uji.

(41)

commit to user

28

a. Kuat tekan dari benda uji dihitung dengan Persamaan (3.2) :

c f = A Pmaks (3.2) dengan : c

f : kuat tekan (MPa)

maks

P : beban maksimum (kN) A : luas penampang (mm2)

b. Kuat geser dari benda uji dihitung dengan Persamaan (3.3) :

s f = A Pmaks _(3.3) dengan : s

f : kuat geser (MPa)

maks

P : beban maksimum (kN) A : luas penampang (mm2)

c. Kuat lekat dari benda uji dihitung dengan Persamaan (3.4) :

cr f = xCos Sin A P_maks . (3.4) dengan : cr

f : kuat lekat (MPa)

maks

P : beban maksimum (kN) A : luas penampang (mm2) : derajat kem iringan (300)

3.5. Diagram Alir Penelitian

(42)

Ya Tidak

Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian

Mulai

Pengovenan dan Pemeriksaan Kadar Air Serbuk Kayu

Pembuatan Sampel Geser

Pengujian Kuat Geser

Analisis Data dan Pembahasan

Selesai Kadar Air

Persiapan

- Serbuk kayu

(serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan) - Perekat (resin dan hardener)

Bahan

- Cawan - Timbangan - Jangka sorong

- Oven dengan kapasitas 200 C - Sarung tangan karet

- Baskom plastik

(wadah untuk mencampur) - Gelas ukur

- Scrap

(43)

commit to user

30

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Data dan Hasil Pengujian Kadar Air

Kadar air kayu atau bahan berkayu dapat dinyatakan dalam kadar air berdasarkan berat kayu kering oven atau berat kayu basah. Perhitungan nilai kadar air dapat dilakukan dengan cara perbandingan antara berat awal dikurangi berat serbuk kayu setelah kering oven dengan berat serbuk kayu setelah kering oven dikali 100%. Untuk lebih jelasnya menghitung kadar air dengan mengacu pada Persamaan (3.1) : % 100 ) ( 0 x W W W m d d -=

Dari pengujian diperoleh : a. Serbuk ketam

berat awal (Wo) = 20 gram

berat setelah di oven (Wd) = 18 gram

maka, kadar air 100%

18 ) 18 20 ( x m= - = 11,11% b. Serbuk gergaji

96 ) 96 100 ( x m= - = 4,17% c. Serbuk amplasan

58 ) 58 60 ( x m= - = 3,45% % 24 , 6 3 ) 45 , 3 17 , 4 11 , 11 ( + + ₌ = -rata rata m

(44)

Kadar air rata-rata 6,24%, kondisi ini masih diijinkan dengan mengacu di dalam (SNI-5, 2002) bahwa kayu kering udara dengan kandungan kadar air 20% dan penggolongan kelas kuat kayu secara masinal pada kandungan air standar 15%.

4.2. Data dan Hasil Pengujian Kuat Tekan

Kuat tekan diperoleh dengan cara memberikan tekanan dengan alat UTM sehingga terjadi perubahan bentuk yang diakibatkan oleh adanya tekanan yang diberikan kepada material tersebut. Dari data tersebut kemudian diolah sehingga diperoleh nilai kuat tekan dari benda uji. Sehingga perhitungan nilai kuat tekan dapat dilakukan dengan cara perbandingan antara beban maksimum (Pmax) dengan

luas penampang (A). Untuk lebih jelasnya kuat tekan dari benda uji dih itung dengan Persamaan (3.2) :

c

f =

A Pmaks

Contoh perhitungan kuat tekan :

A = 50,6 mm x 50,9 mm = 2576 mm2 Pmax = 55,54 kN = 55540 N c f = 2576 55540 = 21,56 MPa

(45)

commit to user

32

Tabel 4.1. Kuat tekan benda uji dengan variasi filler dan hardener

No. Kode Benda Uji

Beban (P) Kuat Tekan Kuat Tekan (fc) Maksimum (fc) Rata-rata (kN) (MPa) (MPa) 1 CST H75/F25 1 51.99 19.67 20.28 2 2 51.58 19.60 3 3 55.54 21.56 4 CST H100/F25 1 82.78 31.76 31.79 5 2 80.10 31.30 6 3 89.43 32.32 7 CST H75/F50 1 65.69 26.17 25.75 8 2 67.15 26.97 9 3 60.58 24.10 10 CST H100/F50 1 67.98 25.52 26.77 11 2 72.58 27.13 12 3 70.39 27.66 13 CST H75/F75 1 51.47 20.51 20.40 14 2 46.51 19.77 15 3 50.84 20.92 16 CST H100/F75 1 73.75 28.13 29.66 17 2 82.58 31.60 18 3 78.52 29.24

4.2.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Tek an

Dari data diatas dapat diketahui bagaimana pengaruh penambahan kadar hardener terhadap kuat tekan benda uji pada tiap-tiap kadar filler. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari Grafik 4.1 sampai dengan Grafik 4.4.

(46)

Grafik 4.1. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat tekan pada kadar filler 25%

Grafik 4.2. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat tekan pada kadar filler 50% 20.28 31.79 0 5 10 15 20 25 30 35 75% 100% Kadar Hardener

Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Tekan

Filler 25% 25.75 26.77 0 5 10 15 20 25 30 75% 100% Kadar Hardener

(47)

commit to user

34

Grafik 4.3. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat tekan pada kadar filler 75%

Grafik 4.4. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat tekan pada tiap-tiap kadar filler

20.40 29.66 0 5 10 15 20 25 30 35 75% 100% Kadar Hardener

Filler 75% 20.28 31.79 25.75 26.77 20.40 29.66 0 5 10 15 20 25 30 35 75% 100% Kadar Hardener

Filler 25% Filler 50% Filler 75%

(48)

4.3. Data dan Hasil Pengujian Kuat Geser

Kuat geser diperoleh dengan cara memberikan tekanan dengan alat UTM sehingga terjadi pergeseran yang diakibatkan adanya tekanan yang diberikan kepada material tersebut. Dari data tersebut kemudian diolah sehingga diperoleh nilai kuat geser dari benda uji. Sehingga perhitungan nilai kuat geser dapat dilakukan dengan cara perbandingan antara beban maksimum (Pmax) dengan luas

penampang (A). Untuk lebih jelasnya kuat geser dari benda uji dihitung dengan Persamaan (3.3) :

s

f =

A P_maks

Contoh perhitungan kuat geser :

A = 21,2 mm x 50,5 mm = 1071 mm2 Pmax = 6,24 kN = 6240 N s f = 1071 6240 = 5,83 MPa

(49)

commit to user

36

Tabel 4.2. Kuat geser benda uji dengan variasi filler dan hardener

Beban (P) Kuat Geser Kuat Geser (fs) Maksimum (fs) Rata-rata (kN) (MPa) (MPa) 1 CSG H75/F25 1 11.25 10.44 6.99 2 2 6.24 5.83 3 3 5.19 4.69 4 CSG H100/F25 1 11.41 10.91 11.45 5 2 10.78 10.02 6 3 14.37 13.41 7 CSG H75/F50 1 3.01 2.77 2.57 8 2 2.76 2.54 9 3 2.53 2.39 10 CSG H100/F50 1 14.81 14.23 12.15 11 2 11.43 10.61 12 3 12.18 11.60 13 CSG H75/F75 1 2.12 2.07 2.07 14 2 1.71 1.64 15 3 2.58 2.51 16 CSG H100/F75 1 20.37 19.45 18.42 17 2 21.20 18.96 18 3 17.89 16.86

4.3.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Geser

Dari data diatas dapat diketahui bagaimana pengaruh penambahan kadar hardener terhadap kuat geser benda uji pada tiap-tiap kadar filler. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari Grafik 4.5 sampai dengan Grafik 4.8.

(50)

Grafik 4.5. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat geser pada kadar filler 25%

Grafik 4.6. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat geser pada kadar filler 50% 6.99 11.45 0 2 4 6 8 10 12 14 75% 100% Kadar Hardener

Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Geser

Filler 25% 2.57 12.15 0 2 4 6 8 10 12 14 75% 100% Kadar Hardener

(51)

commit to user

38

Grafik 4.7. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat geser pada kadar filler 75%

Grafik 4.8. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat geser pada tiap-tiap kadar filler

2.07 18.42 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 75% 100% Kadar Hardener

Filler 75% 6.99 11.45 2.57 12.15 2.07 18.42 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 75% 100% Kadar Hardener

Filler 25% Filler 50% Filler 75%

(52)

4.4. Data Hasil Pengujian Kuat Lekat

Kuat lekat diperoleh dengan cara memberikan tekanan dengan alat UTM sehingga terjadi pemisahan yang diakibatkan oleh adanya geser pada kedua material tersebut (kayu induk dan material patching). Dari data tersebut kemudian diolah sehingga diperoleh nilai kuat lekat dari benda uji. Sehingga perhitungan nilai kuat lekat dapat dilakukan dengan cara perbandingan antara beban maksimum (Pmax)

dengan luas penampang (A) dikali dengan kem iringan sudut (Cos S ) dimana

300. Untuk lebih jelasnya kuat lekat dari benda uji dihitung dengan Persamaan (3.4) : cr f = xCos Sin A P_maks .

Contoh perhitungan kuat lekat :

A = 37,5 mm x 55,9 mm = 2096 mm2 Pmax = 6,54 kN = 6540 N c f = 300. 300 2096 6540 Sin xCos = 1,35 MPa

(53)

commit to user

40

Tabel 4.3. Kuat lekat benda uji dengan variasi filler dan hardener

Beban (P) Kuat Lekat Kuat Lekat (fcr) Maksimum (fcr) Rata-rata (kN) (MPa) (MPa) 1 CSK H75/F25 1 17.78 3.71 2.57 2 2 6.54 1.35 3 3 12.56 2.64 4 CSK H100/F25 1 21.17 4.30 4.86 5 2 27.74 5.65 6 3 21.63 4.64 7 CSK H75/F50 1 7.62 1.54 0.97 8 2 5.71 1.12 9 3 1.12 0.25 10 CSK H100/F50 1 34.26 6.88 5.42 11 2 21.27 3.97 12 3 26.58 5.41 13 CSK H75/F75 1 4.38 0.87 0.78 14 2 3.93 0.78 15 3 3.34 0.70 16 CSK H100/F75 1 39.20 7.97 8.94 17 2 37.13 7.65 18 3 59.05 11.19

4.4.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Lekat

Dari data diatas dapat diketahui bagaimana pengaruh penambahan kadar hardener terhadap kuat lekat benda uji pada tiap-tiap kadar filler. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari Grafik 4.9 sampai dengan Grafik 4.12.