PENGEMBANGAN PRODUK CROSS LAMINATED TIMBER
MELALUI PEMANFAATAN KAYU SENGON (Falcataria
moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) MENGGUNAKAN
SAMBUNGAN PAKU
FATWA ALAM ISLAMI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGEMBANGAN PRODUK CROSS LAMINATED TIMBER
MELALUI PEMANFAATAN KAYU SENGON (Falcataria
moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) MENGGUNAKAN
SAMBUNGAN PAKU
FATWA ALAM ISLAMI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan
InstitutPertanian Bogor
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RINGKASAN
Fatwa Alam Islami. E24080061. Pengembangan Produk Cross Laminated
Timber Melalui Pemanfaatan Kayu Sengon (Falcataria Moluccana (Miq.)
Barneby & J. W. Grimes) Menggunakan Sambungan Paku. Dibimbing oleh Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.
Ketersediaan kayu yang berkualitas baik dan berdiameter besar di alam saat ini semakin berkurang. Hal ini menyebabkan konsumen harus beralih ke kayu yang berasal dari hutan rakyat agar bisa terpenuhinya kebutuhan tersebut. Akan tetapi kualitas yang rendah dari kayu hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi yaitu cross
laminated timber (CLT). CLT dibuat dengan menyusun 3 sampai 7 lamina secara
bersilangan kemudian direkatkan dan dikempa hidrolik pada seluruh permukaannya atau dapat dengan dipaku (Perkins dan McCloskey 2010). Salah satu modifikasi produk CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut.
Tujuan dari penelitian ini adalah menerangkan pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap produk panel cross laminated
timber dari kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes)
dengan menggunakan sambungan paku.
Nilai rata-rata kerapatan panel CLT paku (0.37 g/cm3) lebih besar dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat. Kadar air panel CLT paku (4.19%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan lebih tinggi dibandingkan CLT perekat dan tidak terlalu berbeda karena rata-rata untuk Bogor ±15%. Pengembangan volume panel CLT paku (5.07%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat tetapi tidak terlalu jauh berbeda. Penyusutan volume panel CLT paku (3.74%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat. Nilai rata-rata MOE panel CLT paku hanya sekitar 20% dari papan kontrol dan hanya sekitar 15% dari CLT perekat dan MOR panel CLT paku dapat mencapai 82% dari papan kontrol dan sekitar 78% dari CLT perekat. Kekuatan lentur panel CLT paku baik tapi kekakuannya kurang baik dibandingkan CLT perekat. Nilai rata-rata kekuatan lateral paku panel CLT jauh lebih kecil dibandingkan dengan perhitungan PPKI 1961. Kekuatan geser panel CLT paku jauh lebih besar dari kekuatan geser panel CLT perekat. Panel CLT dengan ketebalan lamina penyusun 1.67 cm merupakan panel yang paling optimum berdsarkan hasil pengujian keseluruhan.
Kata kunci : Ketersediaan kayu, CLT, kayu sengon, sifat fisis dan mekanis, kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.
ABSTRACT
Development of Cross Laminated Timber Product Through Sengon Wood (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) Utilization
Using Nail Connection By
1)
Fatwa Alam Islami, 2)Sucahyo Sadiyo
The availability of good quality and big diameter wood in the natural forest, recently keep decreasing. It makes consumer should turn into public forest to fulfill their needs. However, low quality wood from public forest can be modified into product creation for structural material with high quality, which is
cross laminated timber (CLT). CLT is created by arranging 3 to 7 laminas are
crossed and then glued and compressed hydraulically on the entire surface or can be nailed (Perkins and McCloskey 2010). One of CLT product modification is by doing of combination lamina thickness and orientation angle. This study was aimed to determine the effect of thickness and orientation angle lamina comnbinations to the cross laminated timber panel product of Sengon wood (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) by using nail connection. The average of nail CLT panel density (0.37 g/cm3) larger than control board and adhesive CLT. The average of nail CLT panel moisture content (4.19%) lower than control board and higher than adhesive CLT and not far different from the average of Bogor moisture content ±15%. The volume shrinkage of nail CLT panel (5.07%) is lower than control board and adhesive CLT, but it‟s not far different. The average of volume swelling nail CLT panel (3.74%) lower than control board and adhesive CLT. The average of MOE nail CLT panel is only 20% from control board and only about 15% from adhesive CLT and MOR. Nail CLT nail panel is able to reach 82% from control board and about 78% from adhesive CLT. The MOR of nail CLT panel is good but MOE isn‟t better than adhesive CLT. The average of lateral force nail CLT panel, smaller than stated by PPKI 1961. The average of shear strength nail CLT panel is larger than adhesive CLT panel. CLT panel with laminas 1,67 cm is the most optimum panel according to all tests result
keywords: The availability of wood, CLT, sengon wood, physical and mechanical characteristic, thickness and orientation angle lamina combinations
1)
Student of Forest Products Department, Faculty of Forestry, IPB.
2)
Lecturer of Forest Products Department, Faculty of Forestry, IPB. DHH
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi “Pengembangan Produk Cross
Laminated Timber Melalui Pemanfaatan Kayu Sengon (Falcataria moluccana
(Miq.) Barneby & J. W. Grimes) Menggunakan Sambungan Paku” adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penuli selain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka pada bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Januari 2013
Fatwa Alam Islami NRP E24080061
LEMBAR PENGESAHAN
Judul : Pengembangan Produk Cross Laminated Timber Melalui Pemanfaatan Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) Menggunakan Sambungan Paku Nama Mahasiswa : Fatwa Alam Islami
NIM : E24080061
Program Studi : Teknologi Hasil Hutan
Menyetujui, Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS. NIP: 19580501 198403 1 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc. NIP : 19660212 199103 1 002
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangkalpinang, Bangka Belitung pada tanggal 28 Juni 1990, sebagai anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Royani, SH dan Ibu Murniati. Pendidikan penulis dimulai pada tahun 1995 di TK Aisyiah, Sekolah Dasar (SD) Muhammadiyah dan Negeri 62 Pangkalpinang pada tahun 1996-2002, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 7 Pangkalpinang pada tahun 2002-2005, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Pangkalpinang pada tahun 2005-2008. Penulis diterima sebagai mahasiswa di Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI) pada tahun 2008.
Selama menjadi mahasiswa penulis aktif pada berbagai organisasi kemahasiswaan, antara lain sebagai anggota Rimbawan Pecinta Alam Fakultas Kehutanan IPB 2009-2011 dan anggota pada Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu pada tahun 2011-2012.
Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang antara lain Praktek Pengenalan Ekosisitem Hutan (PPEH) pada tahun 2010 di Papandayan, Jawa Barat dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Gunung Walat, Sukabumi pada tahun 2011 serta Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Intracawood Manufacturing, Kalimantan Timur pada tahun 2012 selama dua bulan.
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melakukan penelitian dan penyusunan skripsi dengan judul “Pengembangan Produk Cross Laminated
Timber Melalui Pemanfaatan Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.)
Barneby & J. W. Grimes) Menggunakan Sambungan Paku”, dibawah bimbingan Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur atas rahmat Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Pengembangan Produk Cross Laminated
Timber Melalui Pemanfaatan Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.)
Barneby & J. W. Grimes) Menggunakan Sambungan Paku.
Penelitian ini bertujuan untuk menerangkan pengaruh dari kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap produk panel cross laminated
timber dari kayu Sengon dengan menggunakan sambungan paku. Penelitian
dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, dan Laboratorium Keteknikan Kayu bagian Rekayasa dan Design Bangunan Kayu dari bulan Oktober 2011 hingga bulan Juli 2012. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Amin
Bogor, Januari 2013
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia dan kasih sayang-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Ayahanda Royani, SH, Ibunda Murniati, dan Kakanda Alfattah Asrori Azharoni atas kasih sayang dan kesabaran yang luar biasa, serta dukungan, doa, moril, dan materil untuk penulis yang tak pernah putus.
2. Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengarahan, dan saran kepada penulis dalam melaksanakan penelitian hingga menyelesaikan skripsi. 3. Para Dosen dan Staf Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB atas bekal ilmunya dan segala bantuannya selama penulis menempuh pendidikan S1 di IPB.
4. Bapak Suhada dan Bapak Irfan atas bantuannya kepada penulis selama melaksanakan penelitian.
5. Isya Trisnaning Ati dan Roy Rimansyah Perdana, rekan satu bimbingan, atas semua bantuannya kepada penulis selama kuliah dan penyelesaian skripsi. 6. Teman-teman THH 45 atas kebersamaan dan bantuannya kepada penulis. 7. Seluruh Keluarga Besar Rimpala Fakultas Kehutanan IPB atas semua ilmu,
kebersamaan, kekeluargaan, dan untuk segalanya.
8. Seluruh Keluarga Besar Melia Sehat Sejahtera atas dukungan untuk penulis, serta berbagai pengalaman tentang kehidupan. Berkat mata harapan kalian semua penulis bisa menyelesaikan skripsi.
Semoga Allah SWT senantiasa memberikan limpahan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dan semoga skripsi ini diharapkan dapat memberikan wawasan dan manfaat bagi pembaca. Amin
Bogor, Januari 2013
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan ... 2
1.3 Manfaat ... 2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Cross Laminated Timber (CLT)... 3
2.2 Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Berneby & J. W. Grimes ... 4
2.3 Sistem Sambungan ... 6
2.4 Cross Laminated Timber (CLT) dengan Sambungan Paku ... 7
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 9
3.2 Bahan dan Alat ... 9
3.3 Metode Penelitian ... 9
3.3.1 Pengeringan dan Pembuatan Lamina ... 9
3.3.2 Pemilahan Lamina ... 10
3.3.3 Penyusunan Lamina ... 11
3.3.4 Pemakuan Panel ... 12
3.3.5 Pembuatan Contoh Uji ... 12
3.3.6 Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT) ... 13
3.3.6.1 Pengujian Sifat Fisis ... 13
3.3.6.2 Pengujian Sifat Mekanis ... 14
3.3.7 Analisis Data ... 16
3.3.8 Diagram Alir Kegiatan Penelitian ... 17
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis ... 18
4.1.1 Kerapatan ... 19
4.1.2 Kadar Air ... 21
4.1.3 Pengembangan Volume ... 22
4.1.4 Penyusutan Volume ... 23
4.2 Sifat Mekanis ... 25
4.2.1 Modulus of Elasticity (MOE) ... 26
4.2.2 Modulus of Rupture (MOR) ... 27
4.2.3 Kekuatan Sambungan Paku ... 29
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 34
5.2 Saran ... 34
DAFTAR PUSTAKA ... 35
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Pengeringan alami sortimen kayu sengon ... 10
2. Penyusunan panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina ... 11
3. Penyusunan panel CLT menurut orientasi sudut lamina ... 11
4. Pemakuan panel CLT menurut orientasi sudut lamina ... 12
5. Pola pembuatan contoh uji panel CLT ... 12
6. Pengujian lentur statis panel CLT ... 15
7. Contoh uji kekuatan lateral dan geser paku ... 16
8. Diagram alir kegiatan penelitian ... 17
9. Sebaran rataan kerapatan panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina... 20
10. Sebaran rataan kadar air panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina... 21
11. Sebaran rataan pengembangan volume CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina... ... 23
12. Sebaran rataan penyusutan volume CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina... 24
13. Sebaran rataan MOE panel CLT menurut interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 27
14. Sebaran rataan MOR CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 28
15a. Sebaran rataan Kekuatan lateral paku sesaran 1.5 mm dan 5 mm CLT menurut interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina... 30
15b. Sebaran rataan Kekuatan geser paku sesaran 1.5 mm dan 5 mm CLT menurut interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina... 31
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Sifat fisis panel CLT Kayu Sengon... 18 2. Analisis keragaman sifat fisis panel CLT Kayu Sengon ... 19 3. Kekakuan dan kekuatan lentur panel CLT Kayu Sengon... 25 4. Analisis keragaman kekakuan dan kekuatan lentur panel CLT Kayu
Sengon ... 26 5. Kekuatan lateral dan kekuatan geser paku panel CLT Kayu Sengon.... 29 6. Analisis keragaman kekuatan lateral dan kekuatan geser paku panel
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Hasil uji lanjut kerapatan panel CLT menurut kombinasi ketebalan
dan orientasi sudut lamina ... 37
2. Hasil uji lanjut kadar air panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 39
3. Hasil uji lanjut pengembangan volume panel CLT menurut Kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina... 41
4. Hasil uji lanjut penyusutan volume panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 43
5. Hasil uji lanjut MOE panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 45
6. Hail uji lanjut MOR panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 47
7a. Hasil uji lanjut Lateral paku 1.5mm panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 49
7b. Hasil uji lanjut Lateral paku 5mm panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 51
8a. Hasil uji lanjut Geser paku 1.5mm panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 53
8b. Hasil uji lanjut Geser paku 5mm panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina ... 55
9. Data Kerapatan Panel CLT dan Papan Kontrol Kayu Sengon ... 57
10. Data Kadar air Panel CLT dan Papan Kontrol Kayu Sengon ... 59
11. Data Pengembangan dan Penyusutan volume Panel CLT dan Papan Kontrol Kayu Sengon ... 61
12. Data MOE Panel CLT dan Papan Kontrol Kayu Sengon ... 63
13. Data MOR Panel CLT dan Papan Kontrol Kayu Sengon ... 65
14. Data Lateral dan Geser Paku Panel CLT Kayu Sengon ... 67
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ketersediaan kayu yang berkualitas baik dan berdiameter besar di alam saat ini semakin berkurang akibat dari eksploitasi hutan alam yang berlebihan, serta konversi lahan secara besar-besaran. Berdasarkan artikel Asun (2011) bersumber dari Forest Watch Indonesia (FWI), dalam kurun waktu 60 tahun terakhir, tutupan hutan di Indonesia berkurang dari 162 juta ha menjadi hanya 88,17 juta ha pada tahun 2009. Atau setara dengan sekitar 46,3 persen dari luas total daratan Indonesia. Sedangkan kebutuhan akan kayu yang digunakan sebagai bahan baku struktural semakin meningkat. Hal ini menyebabkan konsumen harus beralih ke kayu yang berasal dari hutan rakyat agar bisa terpenuhinya kebutuhan mereka. Akan tetapi, kayu yang berasal dari hutan rakyat memiliki diameter yang kecil dan kualitasnya tidak sebaik yang berasal dari hutan alam. Salah satu jenis dari kayu rakyat adalah Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes).
Seiring berjalannya waktu, terjadi perkembangan teknologi terutama di bidang rekayasa kayu, maka penggunaan kayu-kayu yang berdiameter kecil dan berkualitas rendah dari hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi. Salah satu produk baru rekayasa kayu adalah produk cross laminated timber (CLT). Menurut Associates (2010), CLT merupakan produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan penyusunan sejumlah lapisan kayu secara bersilangan satu sama lainnya dan kemudian direkatkan. Menurut Perkins dan McCloskey (2010), CLT dibentuk dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik pada seluruh bagian permukaan atau juga dapat dipaku.
Pemanfaatan kayu rakyat sebagai produk CLT belum banyak dilakukan terutama di Indonesia. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian rekayasa kayu pembuatan panel CLT. Produk CLT merupakan perpanjangan dari produk rekayasa balok laminasi (gluelam) yang tersusun dari lamina-lamina, hanya saja
pada produk CLT adanya penataan lapisan lamina yang bersilang dibagian tengahnya, sedangkan produk gluelam disusun dengan lamina yang saling sejajar. Produk CLT juga merupakan perpanjangan dari kayu lapis yang disusun saling bersilangan, hanya saja pada produk kayu lapis terbuat dari vinir, sedangkan produk CLT mencoba memanfaatkan sifat struktural dari kayu yang dibuat menjadi lamina-lamina.
Modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina menggunakan sistem sambungan paku. Seperti diketahui kayu bersifat anisotropik yaitu sifat kayu yang menunjukkan perbedaan sifat-sifat pada bidang orientasinya atau kemampuan kayu dalam menerima beban yang bekerja padanya tidak sama, tergantung dari arah seratnya. Dengan adanya penataan lapisan lamina yang bersilang pada panel CLT, diharapkan dapat memberikan nilai kekuatan, kekakuan, dan kestabilan struktur, sehingga jenis-jenis kayu hutan rakyat dapat digunakan sebagai bahan struktural. Nilai karaktersitik dari panel CLT dapat dijelaskan dengan memperoleh parameter atau data utama dan penunjang berupa data sifat fisis dan mekanis bahan kayu dan contoh uji yang diperoleh melalui pangujian laboratorium berdasarkan standar yang digunakan.
1.2 Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah menerangkan pengaruh dari kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap produk panel cross laminated
timber dari kayu Sengon dengan menggunakan sambungan paku.
1.3 Manfaat
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan informasi bahwa jenis kayu rakyat seperti kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) sebagai kayu fast growing spesies merupakan jenis kayu yang berpotensi sebagai bahan struktural dalam bentuk produk panel cross laminated
timber (CLT). Produk ini terutama dapat digunakan untuk mendukung pengadaan
bahan baku secara nasional sebagai komponen komposit untuk lantai, dinding, dan atap bangunan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Cross Laminated Timber (CLT)
Cross Laminated Timber (CLT) merupakan produk canggih, dikembangkan di Swiss pada awal 1990-an, dirancang untuk meningkatkan stabilitas dimensi dan kekuatan dalam sistem sambungan. CLT terbuat dari beberapa lapisan kayu, dengan masing-masing lapisan saling bersilangan. Digunakan untuk bentang panjang di lantai, dinding, atau atap, CLT dapat berupa setengah jadi, yang mengurangi penukaran tenaga kerja, dan sama-sama cocok untuk konstruksi baru dan penambahan bangunan yang ada (wood naturally 2012).
CLT dibentuk dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik pada seluruh bagian permukaan atau juga dapat dipaku. Setiap lapisan terdiri dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi. Ketebalan panel CLT biasanya dalam kisaran dua inci, tetapi panel dengan tebal 20 inci dapat dibentuk. Ukuran lebar panel berkisar antara 4-10 kaki dan panjangnya 16-50 kaki (Perkins dan McCloskey 2010).
Produk CLT yang dikenal juga sebagai X-Lam adalah konstruksi kayu besar prafabrikasi yang digunakan untuk konstruksi penahan beban seperti dinding dan rakitan untuk lantai. X-Lam menjadi semakin terkenal untuk perumahan, dan juga untuk kantor, ritel, serta bangunan industri khususnya di Negara Austria dan Italia. X-Lam tersedia dengan lapisan 3, 5, 7, atau lebih, tergantung pada tujuan dan permintaaan kebutuhan. Lebar papan tunggal biasanya bervariasi antara 80 dan 240 mm, dengan ketebalan antara 10 dan 35 mm (Frangi
et al. 2006).
Menurut Michael (2008), produk CLT begitu kuat, tahan gempa bumi, dan kebakaran yang dapat digunakan sebagai pengganti beton pada bangunan tingkat menengah.
Menurut Perkins dan McCloskey (2010), keunggulan dalam penggunaan produk CLT, antara lain:
a. Biaya Efektif
- Pemasangan atau pembangunan panel lebih cepat dan keterlambatan konstruksi lebih sedikit karena elemen prafabrikasi.
- Pemasangan cepat dan kering, dengan seketika dapat tahan lama.
- Limbah di tempat untuk elemen dinding, lantai, dan atap dapat dikurangi. b. Keunggulan Kinerja Bangunan
- Perlindungan api. Karena ketahanan terhadap penyebaran dan stabilitas struktural dari ketebalan yang signifikan pada kayu solid.
- Kekuatan beban bergerak dan gempa bumi. Pemerintah Jepang telah melakukan tes gempa bumi pada CLT dengan faktor skala 12 Richter. - Stabilitas dimensi. Pengaruh multi-lapisan papan, susut, dan
pembengkakan dapat diabaikan.
- Peluang mutu terlihat. CLT dapat diketam, diamplas, atau disikat/dikuas. - Kenyamanan tempat tinggal. Sifat insulasi suhu dan kelembaban yang
layak.
c. Dampak Terhadap Lingkungan Kecil
- CLT memiliki potensi untuk menjadi elemen penting dalam konstruksi bangunan yang seluruhnya terbuat dari kayu, dengan sifat mengurangi emisi karbon dan penyimpanan karbon karena kayu berasal dari sumber yang terbarukan atau lestari.
- Bangunan karbon netral. Kayu memberikan kontribusi netralitas secara keseluruhan karena lebih banyak karbon akan dihilangkan dari atmosfer dengan pohon yang tumbuh daripada yang dipancarkan selama proses transformasi menjadi produk. Ini berarti produk kayu membawa kredit karbon yang membantu mengimbangi hutang karbon yang dikenakan oleh bahan bangunan lainnya.
2.2 Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes)
Bagian terpenting yang mempunyai nilai ekonomi pada tanaman sengon adalah kayunya. Kayu sengon digunakan untuk tiang bangunan rumah, papan peti kemas, peti kas, perabotan rumah tangga, pagar, tangkai dan kotak korek api, pulp, kertas dan lain-lainnya. Pohonnya dapat mencapai tinggi sekitar 30-45 meter dengan diameter batang sekitar 70-80 cm. Bentuk batang sengon bulat dan tidak
berbanir. Kulit luarnya berwarna putih atau kelabu, tidak beralur dan tidak mengelupas. Berat jenis kayu rata-rata 0,33 dan termasuk kelas awet IV-V. Tajuk tanaman sengon berbentuk menyerupai payung dengan rimbun daun yang tidak terlalu lebat. Daun sengon tersusun majemuk menyirip ganda dengan anak daunnya kecil-kecil dan mudah rontok. Warna daun sengon hijau pupus, berfungsi untuk memasak makanan dan sekaligus sebagai penyerap nitrogen dan karbon dioksida dari udara bebas. Sengon memiliki akar tunggang yang cukup kuat menembus ke dalam tanah, akar rambutnya tidak terlalu besar, tidak rimbun dan tidak menonjol kepermukaan tanah. Akar rambutnya berfungsi untuk menyimpan zat nitrogen, oleh karena itu tanah disekitar pohon sengon menjadi subur. Dengan sifat-sifat kelebihan yang dimiliki sengon, maka banyak pohon sengon ditanam ditepi kawasan yang mudah terkena erosi dan menjadi salah satu kebijakan pemerintah melalui DEPHUT untuk menggalakan „Sengonisasi‟ di sekitar daerah aliran sungai (DAS) di Jawa, Bali dan Sumatra. Bunga tanaman sengon tersusun dalam bentuk malai berukuran sekitar 0,5-1 cm, berwarna putih kekuning-kuningan dan sedikit berbulu. Setiap kuntum bunga mekar terdiri dari bunga jantan dan bunga betina, dengan cara penyerbukan yang dibantu oleh angin atau serangga. Buah sengon berbentuk polong, pipih, tipis, dan panjangnya sekitar 6-12 cm. Setiap polong buah berisi 15-30 biji. Bentuk biji mirip perisai kecil dan jika sudah tua biji akan berwarna coklat kehitaman,agak keras, dan berlilin (Wikipedia 2012).
Menurut Wikipedia (2012), Tanaman Sengon dapat tumbuh baik pada tanah regosol, aluvial, dan latosol yang bertekstur lempung berpasir atau lempung berdebu dengan kemasaman tanah sekitar pH 6-7. Ketinggian tempat yang optimal untuk tanaman sengon antara 0-800 m dpl. Walapun demikian tanaman sengon ini masih dapat tumbuh sampai ketinggian 1500 m dpl. Sengon termasuk jenis tanaman tropis, sehingga untuk tumbuhnya memerlukan suhu sekitar 18°-27°C. Curah hujan mempunyai beberapa fungsi untuk tanaman, diantaranya sebagai pelarut zat nutrisi, pembentuk gula dan pati, sarana transpor hara dalam tanaman, pertumbuhan sel dan pembentukan enzim, dan menjaga stabilitas suhu. Tanaman sengon membutuhkan batas curah hujan minimum yang sesuai, yaitu 15 hari hujan dalam 4 bulan terkering, namun juga tidak terlalu basah, dan memiliki
curah hujan tahunan yang berkisar antara 2000-4000 mm. Kelembaban juga mempengaruhi setiap tanaman. Reaksi setiap tanaman terhadap kelembaban tergantung pada jenis tanaman itu sendiri. Tanaman sengon membutuhkan kelembaban sekitar 50%-75%.
Sengon merupakan tumbuhan yang dapat tumbuh pada tanah yang tidak subur, kering, maupun becek. Jenis tumbuhan ini menghendaki iklim basah sampai agak kering, pada dataran rendah sampai pegunungan dengan ketinggian 1500 m dpl. Tinggi pohon sampai 40 meter dan tinggi batang bebas cabang 10 sampai 30 m, serta diameternya sampai dengan 80 cm (Martawijaya et al. 1989).
Menurut Pandit dan Kurniawan (2008), kayu sengon memiliki warna teras dan gubal yang sulit dibedakan, berwarna putih abu-abu kecokelatan atau putih merah kecokelatan pucat. Tekstur kayu sengon agak kasar sampai kasar, arah seratnya terpadu dan terkadang lurus dengan sedikit corak. Menurut Pandit (1989), kayu sengon digolongkan sebagai kayu daun lebar dengan pori berbentuk bulat besar dan sebagian besar soliter dan sisanya merupakan pori gabungan terdiri 2-3 pori. Menurut Pandit dan Kurniawan (2008), berat jenis rata-rata kayu sengon adalah 0,33 (0,24-0,49) dengan kelas awet IV-V, dan kelas kuatnya IV-V.
2.3 Sistem Sambungan
Menurut Hoyle (1973), sambungan merupakan lokasi sederhana yang menghubungkan dua bagian atau lebih menjadi satu dengan bentuk tertentu pada ujung-ujung perlekatannya. Menurut Tular et al. (1981), sambungan merupakan titik terlemah dari suatu konstruksi. Dalam pelaksanaan konstruksi kayu, harus diperhatikan cara menyambung, serta menghubungkan kayu tertentu sehingga dalam batas-batas tertentu gaya tarik dan gaya tekan yang timbul dapat diterima atau disalurkan secara baik.
Menurut Surya (2007), tujuan penyambungan kayu adalah memperoleh panjang yang diinginkan atau membentuk suatu konstruksi rangka batang sesuai dengan keinginan. Sebuah sambungan pada suatu konstruksi merupakan titik kritis atau terlemah pada konstruksi tersebut. Oleh karena itu, kayu yang akan disambung harus merupakan pasangan yang cocok, penyambungan tidak boleh sampai merusak kayu yang disambung tersebut, setelah menjadi sambungan
hendaknya diberi bahan pengawet agar tidak cepat lapuk dan sebaiknya sambungan kayu yang dibuat terlihat dari luar agar mudah untuk dikontrol.
Menurut Surjokusumo (1980), kekuatan sambungan tergantung pada kekuatan komponen penyusunnya, yaitu kayu yang akan disambung dan alat sambungnya. Sesuai dengan teori mata rantai, kekuatan sambungan banyak ditentukan oleh komponen yang terlemah. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan sambungan antara lain, kerapatan kayu, besarnya beban yang diberikan, dan keadaan alat sambung.
Menurut Wirjoamartono (1977), sambungan kayu dapat dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu sambungan desak, sambungan tarik, dan sambungan momen. Alat-alat sambung digolongkan menjadi empat yaitu 1) paku, baut, dan sekrup kayu, 2) pasak kayu keras, 3) alat-alat sambung modern, dan 4) perekat.
2.4 Cross Laminated Timber dengan Sambungan Paku
Menurut Soehendrodjati (1990), paku sebagai alat sambung sudah banyak digunakan, baik untuk penyambung perabotan rumah tangga, kusen, pintu, jendela maupun pada struktur bangunan. Menurut Yap (1964), beberapa keuntungan penggunaan paku antara lain efisiensi lebih besar, perlemahan sangat kecil kira-kira 10% yang terkadang sering diabaikan, kekuatan tidak tergantung arah serat, pengaruh cacat-cacat kurang, lebih kaku, beban pada penampang lebih merata, dan tidak perlu dibor terlebih dahulu jika kayu sambungan tidak terlalu tebal dan tidak keras. Menurut Breyer et al. (2007), paku dapat ditempatkan berdekatan, sangat efektif, dan relatif murah karena biasanya dipakai secara langsung tanpa perlu membuat lubang pada kayu. Menurut Frick dan Maoediartianto (2004), penggunaan paku dalam kayu keras mengharuskan dilakukan pengeboran terlebih dahulu agar pecah pada kayu terhindar. Besarnya lubang bor adalah 0,8–0,9d dan kedalaman lubang 2/3 dari tebal kayu.
Menurut Wiryomartono (1977), aplikasi paku sebagai alat sambung pada konstruksi kayu pada dasarnya didesain untuk memikul beban geser dan lenturan. Dari beberapa tipe paku utama yang digunakan dalam aplikasi struktural, maka paku umum dan paku panjang merupakan paku paling sering digunakan di Indonesia. Sama seperti paku lainnya paku umum memiliki ujung paku berbentuk
dicantumkan panjang paku umum berkisar dari 5.08-15.24 cm dengan diameter berkisar dari 2.87-6.68 mm. Paku umum tersebut terbuat dari kawat baja karbon rendah dengan batang datar (lurus) dan ujung diamond. Karena diameter paku umum lebih besar dibandingkan diameter tipe paku lainnya, paku umum memiliki kecenderungan melentur yang kecil saat dipalu secara manual. Kekuatan lentur paku umum, box dan paku sinker berdasarkan Tabel NDS (National Design Spesification for Wood Construction ASD/LRFD (2005) dari kisaran diameter paku 2.87-6.68 mm adalah 70-100 ksi (4922-7031 kg/cm2).
Dalam kaitan dengan nilai desain sambungan paku, PKKI (Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia) 1961 telah mengakomodasikan syarat-syarat yang harus diperhatikan pada sambungan paku, diantaranya kekuatan paku tidak dipengaruhi oleh besarnya sudut penyimpangan antara arah gaya dan arah serat. Apabila dalam suatu baris terdapat lebih dari 10 paku, maka kekuatan paku harus dikurangi dengan 10%, dan jika lebih dari 20 paku harus dikurangi dengan 20%. Jarak paku minimum harus memenuhi syarat sebagai berikut, dalam arah gaya : 12d untuk tepi kayu yang dibebani, 5d untuk tepi kayu yang tidak dibebani dan jarak antara baris-baris paku, sedangkan dalam arah tegak lurus arah gaya : 5d untuk jarak sampai tepi kayu dan 5d untuk jarak antara baris-baris paku (Yap 1964).
Berdasarkan hasil penelitian Surjokusumo et al. (1980) serta Wirjomartono (1977), kekuatan sambungan kayu dipengaruhi oleh jenis kayu. Banyak penelitian menyatakan peranan jenis kayu yaitu, kerapatan kayu atau tebal dinding sel kayu sangat besar dalam mempengaruhi kekuatan sambungan kayu. Penelitian Surjokusumo et al. (1980) menyimpulkan bahwa semakin tinggi kerapatan kayu dan jumlah paku maka kekuatan sambungan akan meningkat, tetapi peningkatan ini tidak bersifat linier. Pemakaian jumlah paku yang besar pada kayu dengan kerapatan tinggi cenderung akan memperbesar perlemahan sambungan. Selanjutnya dikatakan bahwa rata-rata kekuatan per paku akan meningkat dengan meningkatnya kerapatan kayu tetapi cenderung konstan dengan bertambahnya jumlah paku.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Kegiatan penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu untuk proses persiapan bahan baku, pembuatan panel, dan pengujian sifat fisis panel CLT. Pengujian sifat mekanis panel CLT dilakukan di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Kampus IPB Bogor. Penelitian dilakukan dari bulan Oktober 2011 hingga bulan Juli 2012.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) dalam bentuk sortimen papan-papan dari berbagai ketebalan yang berasal dari daerah Cibungbulang, Bogor. Bahan lain penelitian ini adalah paku bulat diameter 2.7 mm dengan panjang 5.1 cm yang diperoleh dari toko bangunan di sekitar Bogor.
Beberapa alat yang digunakan antara lain palu, kipas angin, moisture
meter, gergaji mesin (circular saw), mesin serut (planner), mesin amplas,
penggaris, caliper, timbangan digital, ember, oven, dan desikator. Pengujian MOE dan MOR panel CLT dilakukan dengan menggunakan UTM (Universal Testing
Machine) merk Instron tipe 3369 Series IX Version 8.27.00 dengan kapasitas
beban 5 ton.
3.3 Metode Penelitian
Terdapat enam tahapan dalam kegiatan penelitian pembuatan panel CLT ini. Penelitian dimulai dengan proses pengeringan dan peembuatan lamina, kemudian pemilahan lamina, penyusunan lamina, pemakuan panel CLT, pembuatan contoh uji, dan tahap terakhir adalah pengujian sifat fisis dan mekanis panel CLT.
3.3.1 Pengeringan dan Pembuatan Lamina
Papan-papan lamina kayu sengon dikeringkan secara alami dengan bantuan kipas angin selama 30 hari atau hingga mencapai kadar air kering udara
sekitar 12-15% (Gambar 1). Papan-papan tersebut kemudian digergaji dan diserut menjadi papan-papan lamina dengan ukuran panjang menjadi 120 cm, lebar 15 cm, dan ketebalan 1 cm sebanyak 45 papan, ketebalan 1.67 cm sebanyak 45 papan, ketebalan 2 cm sebanyak 30 papan, dan ketebalan 3 cm sebanyak 15 papan. Sebagai kontrol dibuat balok utuh kayu sengon berukuran 5x5x150 cm.
Gambar 1 Pengeringan alami sortimen kayu sengon
3.3.2 Pemilahan Lamina
Pemilihan lamina dilakukan dengan menggunakan metode pemeriksaan secara visual dan mutu lamina ditentukan berdasarkan nilai modulus elastisitasnya (MOE). Metode pemeriksaan secara visual dilakukan dengan mengamati kondisi permukaan lamina sehingga bebas dari cacat-cacat alami atau cacat yang timbul akibat pengeringan. Pemilahan lamina berdasarkan nilai modulus elastisitasnya (MOE) dilakukan dengan cara pengujian sistem non destructive test, menggunakan mesin pemilah kayu sederhana. Prosedur pemilahannya adalah sebagai berikut (Surjokusumo et al. 2003) :
1. Lamina yang akan dipilah diletakkan di atas dua tumpuan.
2. Beban A (P1) diletakkan diatas lamina tepat diatas deflektometer, diukur
besarnya defleksi (y1).
3. Beban standar B (P2) kemudian ditambahkan, angka pada deflektometer dicatat.
Dari pemilahan tersebut diperoleh nilai elastisitas masing-masing papan lamina. Nilai tersebut dikelompokkan menjadi dua kelompok dengan rentang nilai tertentu dan diberi simbol E1 dan E2 dimana E1>E2. E1 untuk face atau back sebagai lamina sejajar, sedangkan E2 untuk core sebagai lamina tengah. Nilai MOE yang termasuk dalam kelompok E2 atau lamina tengah dipotong miring dengan lima macam orientasi sudut yaitu sudut 0˚, 30˚, 45˚, 60˚, dan 90˚.
3.3.3 Penyusunan Lamina
Prinsip penyusunan lamina pada panel CLT dilakukan dengan cara mengatur tebal panel 5 cm menurut tiga kombinasi ketebalan lamina (A), yaitu lamina face, core, dan back masing masing memiliki tebal A1 (1-3-1 cm) dan
dengan cara yang sama untuk kombinasi A2 (2-1-2) cm, dan kombinasi A3
(1.67-1.67-1.67) (Gambar 2).
Serat lamina atas dan bawah diatur sejajar satu dengan lainnya, sedangkan
core berdasarkan orientasi sudut lamina berturut-turut yaitu 0˚ (B1), 30˚ (B2), 45˚
(B3), 60˚ (B4), dan 90˚ (B5) (Gambar 3). Setiap kombinasi panel CLT dibuat
dalam tiga ulangan sehingga diperoleh total panel CLT sebanyak 45 panel.
A1 A2 A3
Gambar 2 Penyusunan panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina
Gambar 3 Penyusunan panel CLT menurut orientasi sudut lamina (Sumber : Apriliana 2012)
3.3.4 Pemakuan Panel
Pemakuan panel CLT dengan mengikuti besarnya orientasi sudut lamina tengah dengan jarak antar paku minimum 1.5-2d. Jumlah paku pada semua kombinasi panel CLT dibuat sama, yaitu sebanyak 72 paku pada sepanjang bentang panel CLT 71 cm. Dengan demikian jumlah paku sepanjang setengah bentang adalah 36 batang dan diatur sedemikian rupa sehingga pola susunan pakunya sama dengan setengah bentang lainnya (Gambar 4)
0˚
30˚
45˚
60˚
90˚
Gambar 4 Pemakuan panel CLT menurut orientasi sudut lamina
3.3.5 Pembuatan Contoh Uji
Panel dipotong menjadi contoh uji sifat fisis maupun sifat mekanis. Adapun pola pemotongan contoh uji panel CLT seperti pada Gambar 5.
Gambar 5 Pola pembuatan contoh uji panel CLT
4 2 1 5 3
Keterangan :
1. Contoh uji lentur statis (MOE dan MOR) (5 cm x 12 cm x 76 cm) 2. Contoh uji kerapatan dan kadar air (5 cm x 5 cm x 5 cm)
3. Contoh uji kembang susut kayu (5 cm x 5 cm x 5 cm)
4. Contoh uji kuat lateral paku dan geser paku ( 6 cm x 8 cm x 5 cm) 5. Panjang ukuran panel keseluruhan 120 cm
3.3.6 Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT)
Pengujian yang diakukan meliputi pengujian sifat fisis dan mekanis untuk mengetahui karakteristik panel CLT menggunakan paku.
3.3.6.1 Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat fisis panel CLT yang dilakukan antara lain kerapatan (KR), kadar air (KA), pengembangan volume (KV), serta penyusutan volume (SV). Pengujian tersebut menggunakan contoh uji ukuran 5cm x 5cm x 5cm sesuai pada standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear
Specimens of Timber.
a. Kerapatan (ρ)
Kerapatan merupakan nilai dari berat contoh uji dibagi dengan volume contoh uji pada kondisi kering udara. Volume contoh uji diukur dengan mengalikan dimensi panjang, lebar, dan tebalnya (VKU) dan selanjutnya ditimbang untuk didapatkan berat kering udaranya (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan rumus:
𝐾𝑒𝑟𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 g
cm³ =
𝐵𝐾𝑈 𝑉𝐾𝑈
Keterangan : BKU = berat kering udara (g) ; VKU = volume kering udara (cm3)
b. Kadar Air
Kadar air merupakan hasil pembagian kandungan berat air terhadap berat kering tanurnya yang dinyatakan dalam persen. Berat air adalah selisih dari berat contoh uji kering udara dikurangi berat kering tanurnya. Pengujian kerapatan dan kadar air menggunakan satu contoh uji yang sama. Contoh uji dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya dan dikeringkan dalam oven pada suhu 103±2oC selama 48 jam atau sampai mencapai berat konstan kemudian ditimbang sehingga diperoleh berat kering tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus:
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 % =𝐵𝐾𝑈 − 𝐵𝐾𝑇
BKT 𝑥 100%
c. Kembang Susut
Pengembangan volume dirumuskan sebagai selisih antara volume akhir dengan volume awal yang dibandingkan dengan volume awalnya yang dinyatakan dalam persen. Contoh uji diukur panjang, lebar dan tebalnya dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh volume awalnya. Selanjutnya contoh uji direndam dalam air selama ±1 minggu, kemudian diangkat dan diukur kembali dimensinya sehingga diperoleh volume akhir contoh uji. Nilai pengembangan volume dihitung dengan rumus:
𝑃𝑒𝑛𝑔𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 % = 𝑉𝐵 − 𝑉𝐴
𝑉𝐴 𝑥 100%
Untuk pengujian penyusutan volume, contoh uji diukur dimensi panjang, lebar, dan tebalnya dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh volume awal. Kemudian contoh uji dioven pada suhu 103±2oC selama 48 jam atau mencapai berat konstan dan selanjutnya diukur kembali dimensinya sehingga diperoleh volume akhir dari contoh uji. Penyusutan volume merupakan selisih antara volume awal dengan volume akhir yang dibandingkan dengan volume awalnya, dengan rumus sebagai berikut :
𝑃𝑒𝑛𝑦𝑢𝑠𝑢𝑡𝑎𝑛 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 % =𝑉𝐴 − 𝑉𝐵
𝑉𝐴 𝑥 100%
Keterangan : VA = volume awal (cm) ; VB = volume akhir (cm)
3.3.6.2 Pengujian Sifat Mekanis
Sifat mekanis panel CLT yang diuji meliputi pengujian lentur statis dan sambungan paku. Pengujian lentur statis terdiri dari kekakuan lentur atau modulus
of elasticity dan kekuatan lentur atau modulus of rupture. Pengujian lentur panel
CLT ini didasarkan pada standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods
of Testing Small Clear Specimens of Timber. Pengujian sambungan paku terdiri
kekuatan lateral paku dan kekuatan geser sambungan paku. Pengujian geser paku ini berdasarkan modifikasi standar ASTM D5652-95.
a. Kekakuan Lentur atau MOE
Pengujian kekakuan lentur atau MOE menggunakan contoh uji berukuran 5x15x76 cm untuk dimensi tebal, lebar, dan panjangnya. Pengujian MOE panel CLT dilakukan dengan cara meletakkan panel CLT tersebut diatas dua tumpuan
mesin Instron dengan panjang bentang 71 cm dan beban terpusat diberikan di tengah bentang. Rumus yang digunakan untuk menghitung MOE sebagai berikut :
𝑀𝑂𝐸 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 =
∆𝑃𝐿³ 4∆𝑌𝑏ℎ³
Keterangan :
∆P = besar perubahan beban sebelum batas proporsi (kg)
L = jarak sangga (cm)
∆Y = besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm)
b = lebar contoh uji (cm)
h = tebal contoh uji (cm)
b. Kekuatan Lentur atau MOR
Kekuatan lentur atau MOR panel CLT dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOE dengan menggunakan contoh uji yang sama. Pengujian MOR dilakukan sampai panel CLT yang diberikan beban terpusat ditengah bentangnya mengalami kerusakan. Nilai MOR dihitung dengan rumus :
𝑀𝑂𝑅 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 = 3𝑃𝐿 2𝑏ℎ² Keterangan : P = beban maksimum (kg) L = jarak sangga (cm)
b = lebar contoh uji (cm)
h = tebal contoh uji (cm)
Gambar 6 Pengujian lentur statis panel CLT
c. Pengujian Sambungan Paku
Contoh uji untuk pengujian kekuatan lateral paku dan kekuatan geser paku sambungan geser ganda dibuat dengan ukuran 6x8 cm dengan tebal 5 cm sesuai dengan tebal panel CLT (Gambar 7). Arah beban yang diberikan pada pengujian sambungan paku tersebut adalah tegak lurus terhadap sumbu memanjang paku. Kedua nilai kekuatan sambungan paku tersebut ditetapkan ketika paku mengalami
displacement atau sesaran sebesar 1.5 mm dan 5 mm. Rumus yang digunakan
untuk menghitung kekuatan lateral paku adalah sebagai berikut :
𝐾𝑢𝑎𝑡 𝐿𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑃𝑎𝑘𝑢 𝑘𝑔 = 𝑃 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑃𝑎𝑘𝑢 𝐾𝑢𝑎𝑡 𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟 𝑃𝑎𝑘𝑢 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 = 𝑃 4𝜋𝑟² Keterangan :
P = beban masing-masing pada sesaran 1.5 mm dan 5 mm (kg)
r = jari-jari paku (cm)
a b
Gambar 7 Contoh uji kekuatan lateral dan geser paku (a) tampak samping dan (b) tampak depan
3.3.7 Analisis Data
Proses pengolahan data dilakukan dengan menggunakan microsoft excel 2007 dan SAS 9.1.3. Rancangan penelitian panel CLT ini menggunakan percobaan faktorial dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL). Terdapat 2 faktor yang diteliti, yaitu kombinasi tebal lamina (A) dengan 3 taraf, yaitu A1 (1-3-1) cm, A2
(1.67-1.67-1.67) cm, dan A3 (2-1-2) cm dan faktor orientasi sudut lamina (B) dengan 5
taraf, yaitu B1 (0o), B2 (30o), B3 (45o), B4 (60o), dan B5 (90˚) pada bagian lamina
tengah. Penelitian ini dilakukan sebanyak 3 kali ulangan. Dengan demikian jumlah contoh uji yang dibuat adalah 3x5x3 = 45 buah satuan percobaan. Model rancangan statistiknya sebagai berikut:
Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk
Keterangan :
Yijk = Nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang disebabkan oleh taraf ke-i
faktor A dan taraf ke-j faktor B
µ = Nilai rata-rata sebenarnya
Ai = Nilai pengaruh kombinasi ketebalan lamina pada taraf ke-i
(AB)ij = Nilai pengaruh interaksi antara faktor A (kombinasi ketebalan lamina) pada taraf ke-i (1-3-1 cm), (2-1-2 cm) dan (1.67-1.67-1.67 cm) dan faktor
B (orientasi sudut lamina) pada taraf ke-j (0˚, 30o, 45o, 60o dan 90o)
εijk = Nilai galat/ kesalahan percobaan
Jika hasil analisis ragam berbeda nyata, dilakukan uji lanjut menggunakan uji Duncan.
3.3.8 Diagram Alir Kegiatan Penelitian
Secara keseluruhan tahapan kegiatan penelitian untuk mengetahui karekteristik panel CLT ini dapat dilihat pada Gambar 8
Gambar 8 Diagram alir kegiatan penelitian Persiapan Bahan Baku
Pemilahan Lamina Pembuatan Lamina Lamina Tebal 1 cm, 1.67 cm, 2 cm, dan 3 cm Lamina Tengah 0˚, 30˚, 45˚, 60˚, dan 90˚ Pembuatan Papan CLT Penyusunan Lamina Pemakuan Lamina Pembuatan Contoh Uji
A1 = 1-3-1 cm A2 = 1.67-1.67-1.67 cm A3 = 2-1-2 cm B1 = 0˚ B2 = 30˚ B3 = 45˚ B4 = 60˚ B5 = 90˚
Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis ASTM D
143-2005
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sifat Fisis
Sifat fisis dari panel CLT yang diuji yaitu, kerapatan (𝜌), kadar air (KA), pengembangan volume (KV) dan penyusutan volume (SV). Hasil pengujian sifat fisis disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat fisis panel CLT Kayu Sengon
No. Contoh Uji 𝜌 (g/cm3
) KA (%) KV (%) SV (%) I. Panel CLT 1. A1B1 0.38 13.84 5.16 4.84 2. A1B2 0.40 14.07 5.32 3.14 3. A1B3 0.44 14.62 5.69 3.83 4. A1B4 0.38 13.94 5.09 3.23 5. A1B5 0.36 13.92 5.19 2.93 6. A2B1 0.35 13.50 5.15 3.80 7. A2B2 0.37 14.18 5.24 3.40 8. A2B3 0.33 14.26 3.18 3.16 9. A2B4 0.35 14.27 4.59 3.02 10 A2B5 0.39 14.11 3.90 3.01 11. A3B1 0.34 14.20 7.28 4.58 12. A3B2 0.38 14.79 4.60 3.94 13. A3B3 0.38 14.75 5.03 4.06 14. A3B4 0.37 14.06 5.83 4.53 15. A3B5 0.36 14.30 4.73 3.44 Rata-rata 0.37 14.19 5.07 3.74 II. Kontrol 0.36 15.08 5.84 5.16 Keterangan : 𝜌 = Kerapatan (g/cm³) KA = Kadar air (%) KV = Pengembangan volume (%) SV = Penyusutan volume (%)
A1 = Kombinasi ketebalan lamina (1-3-1) cm
A2 = Kombinasi ketebalan lamina (1.67-1.67-1.67) cm A3 = Kombinasi ketebalan lamina (2-1-2) cm
B1 = Orientasi sudut 0° B2 = Orientasi sudut 30° B3 = Orientasi sudut 45° B4 = Orientasi sudut 60° B5 = Orientasi sudut 90°
Secara keseluruhan, rata-rata nilai kerapatan sebesar 0.37 g/cm³, kadar air 14.19 %, pengembangan volume 5.07 %, dan penyusutan volume 3.74 %. Hasil analisis keragaman sifat fisis panel CLT disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Analisis keragaman sifat fisis panel CLT Kayu Sengon
Sumber Keragaman ρ KA KV SV
Kombinasi ketebalan 0.0013* 0.0003* 0.0003* 0.0063*
Orientasi sudut 0.2341tn 0.0001* 0.0036* 0.0002*
Kombinasi ketebalan dan orientasi sudut 0.0097* 0.0247* 0.0028* 0.0377*
Keterangan : tn = Tidak berpengaruh nyata
* = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%
4.1.1 Kerapatan
Kerapatan ialah massa atau berat per satuan volume. Kerapatan biasanya dinyatakan dalam pon per kaki kubik atau kilogram per meter kubik (Haygreen et
al. 2003). Kerapatan ialah kandungan massa dalan satuan volume bahan (Tsoumis
1991). Nilai kerapatan panel CLT berkisar antara 0.33 g/cm3 hingga 0.44 g/cm3 dengan rata-rata keseluruhan 0.37 g/cm3 dan kerapatan papan kontrol 0.36 g/cm3 (Tabel 1). Sedangkan berdasarkan hasil penelitian Apriliana (2012) nilai rata-rata kerapatan CLT Sengon dengan perekat yaitu sebesar 0.33 g/cm3. Jika dibandingkan dengan papan kontrol dan CLT perekat, maka CLT dengan paku mempunyai nilai kerapatan yang lebih tinggi. Hal tersebut diduga akibat KA rata-rata CLT paku lebih besar jika dibandingkan dengan CLT perekat, karena nilai kadar air dapat mempengaruhi nilai kerapatan dari kayu. Semakin turun kadar air semakin kecil nilai kerapatan, begitu juga sebaliknya semakin besar kadar air semakin besar pula nilai kerapatan suatu kayu.
Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap nilai kerapatan panel CLT, sehingga harus dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran nilai kerapatan panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 9.
Gambar 9 Sebaran rataan kerapatan panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Hasil uji lanjut terhadap kombinasi ketebalan dan orientasi sudut pada nilai kerapatan (Lampiran 1) menunjukkan bahwa rata-rata kerapatan panel CLT A1B3
yang mempunyai nilai paling tinggi sebesar 0.44 g/cm3 dan A1B3 berbeda nyata
terhadap kerapatan panel lainnya. Sedangkan nilai kerapatan paling rendah yaitu A2B3 sebesar 0.33 g/cm3 juga berbeda nyata dengan panel lainnya.
Pengaruh interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut terhadap kerapatan diduga karena lamina penyusun panel CLT memiliki massa yang tidak seragam diakibatkan oleh ketebalan yang berbeda dan kandungan kadar air yang berbeda. Sebelum disambung lamina-lamina tersebut sudah dikeringudarakan terlebih dahulu, namun ternyata lamina penyusun panel CLT dengan kombinasi 1-3-1 cm masih memiliki kerapatan yang cukup tinggi dibandingkan dengan lamina lainnya.
Kerapatan salah satu kriteria dari sifat fisis yang akan mempengaruhi kekuatan dari CLT, dimana kayu yang kuat menunjukkan kualitas kayu tersebut baik. Hal tersebut diperkuat dengan pernyataan dari Ati (2012), kerapatan panel yang dihasilkan merupakan salah satu sifat fisis yang mempengaruhi kualitas panel CLT. Diperkuat lagi dengan pernyataan Mardikanto et al (2011) dalam Apriliana (2012), semakin besar kerapatan dan berat jenis kayu semakin kuat kayu tersebut. Jadi kerapatan panel CLT diupayakan seseragam mungkin agar tidak terjadi perbedaan saat diuji, sehingga bisa disimpulkan ketika kerapatan seragam dan hasilnya berbeda, maka hal tersebut bukan lagi karena kerapatannya yang berbeda. 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 A 1B 1 A 1B 2 A 1B 3 A 1B 4 A 1B 5 A 2B 1 A 2B 2 A 2B 3 A 2B4 A 2B5 A 3B 1 A 3B 2 A 3B 3 A 3B 4 A 3B 5 Kera p at an (g/c m ³) Panel CLT
4.1.2 Kadar Air
Kadar air (KA) adalah jumlah air yang berada di dalam kayu, dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya (Haygreen and Bowyer 1993). Nilai KA panel CLT berkisar antara 13.50% hingga 14.79% dengan rata-rata keseluruhan sebesar 14.19% dan KA papan kontrol 15.08% (Tabel 1). Sedangkan hasil penelitian Apriliana (2012) menunjukkan nilai rata-rata KA CLT Sengon dengan perekat yaitu sebesar 13.44%. Jika dibandingkan dengan papan kontrol dan CLT perekat, maka CLT dengan paku mempunyai nilai KA yang lebih tinggi dibanding perekat dan lebih rendah dibanding papan kontrol. Hal tersebut diduga karena papan kontrol merupakan papan utuh dimana yang bukan tersusun dari lamina-lamina. Sedangkan CLT merupakan gabungan dari beberapa papan lamina yang antara satu dengan yang lainnya berbeda kandungan KAnya, jika ketiga lamina penyusun tersebut disatukan dapat menaikkan atau menurunkan nilai KA masing-masing lamina dan menghasilkan nilai KA panel CLT yang lebih rendah dari papan kontrol. Ketiga nilai KA tersebut dapat dianggap tidak berbeda nyata karena masuk dalam rentang KA rata-rata sengon di kota Bogor berdasarkan Priadi (2006) yaitu berkisar ±15%.
Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut lamina memberikan pengaruh yang nyata terhadap besarnya nilai KA panel CLT, sehingga dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran rataan KA panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 10.
Gambar 10 Sebaran rataan kadar air panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 A 1B 1 A 1B 2 A 1B 3 A 1B4 A 1B 5 A 2B 1 A 2B 2 A 2B 3 A 2B 4 A 2B 5 A 3B 1 A 3B 2 A 3B 3 A 3B 4 A 3B 5 Ka d ar A ir (% ) Panel CLT
Hasil uji lanjut terhadap kombinasi ketebalan dan orientasi sudut pada besarnya nilai KA (Lampiran 2) menunjukkan bahwa rata-rata KA panel CLT A3B2 dan A3B3 mempunyai nilai KA paling tinggi masing-masing sebesar
14.79%, 14.75% dan berbeda nyata terhadap KA panel lainnya. Panel A2B1 mempunyai paling rendah sebesar 13.50% dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya.
Panel CLT dengan kombinasi ketebalan 1.67 cm memiliki KA yang hampir sama dari berbagai orientasi sudut, hal tersebut dikarenakan ketebalan yang sama antara lamina penyusunnya, sehingga hanya sedikit perbedaan KA dari lamina-lamina dengan ketebalan 1.67 cm tersebut.
Menurut Tsoumis (1991), kadar air adalah salah satu faktor yang mempengaruhi kerapatan dan berat jenis kayu yang berhubungan dengan kekuatan. Pada umumnya kekuatan kayu akan meningkat dengan berkurangnya KA di bawah titik jenuh serat (TJS). Peningkatan kekuatan ini terjadi karena adanya perubahan pada dinding sel yang menjadi semakin kompak. Unit strukturalnya (mikrofibril) semakin rapat dan gaya tarik menarik antara rantai molekul selulosa menjadi lebih kuat.
4.1.3 Pengembangan Volume
Pengembangan volume (KV) atau Swelling adalah penambahan dimensi kayu sebagai akibat dari penambahan kandungan air atau kadar air kayu (Tsoumis 1991). Nilai rata-rata hasil pengujian KV panel CLT berkisar antara 3.18% hingga 7.28% dengan rata-rata keseluruhannya sebesar 5.07% dan KV papan kontrol sebesar 5.84% (Tabel 1). Sedangkan berdasarkan penelitian Apriliana (2012) CLT Sengon memiliki KV sebesar 5.78%. Nilai KV CLT paku lebih rendah dibandingkan dengan kontrol dan CLT perekat. Hal tersebut diduga terjadi akibat dari penggunakan alat sambung paku, sehingga dapat ditekan oleh paku yang melekat di CLT. Sehingga dapat dikatakan bahwa stabilitas dimensi CLT paku lebih baik jika dibandingkan dengan yang lainnya.
Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap nilai KV panel CLT, sehingga harus dilakukan uji lancut Duncan. Sebaran rataan
KV panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 11.
Gambar 11 Sebaran rataan pengembangan volume panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Hasil uji lanjut terhadap kombinasi antara ketebalan dan orientasi sudut lamina (Lampiran 3) menunjukkan bahwa rata-rata KV paling tinggi panel CLT A3B1, A3B4, A1B3, dan A1B2 masing-masing sebesar 7.28%, 5.83%, 5.69%, dan
5.32%, dan berbeda nyata dengan yang lainnya. Sedangkan yang memiliki KV terendah A2B3 sebesar 3.18% dan berbeda nyata dengan panel lainnya.
Kombinasi ketebalan 1.67 cm memiliki KV yang rendah, hal tersebut dikarenakan kerapatan panel CLT dengan kombinasi ketebalan 1.67 cm lebih rendah dibandingkan dengan panel lainnya. Sesuai dengan pernyataan Skaar (1972) dalam Anggraini (2012), faktor lain yang mempengaruhi besarnya kembang susut yaitu hilangnya air dari dinding sel, kerapatan, atau berat jenis. Berdasarkan Anggraini (2012), lapisan luar (lamina sejajar) panel CLT akan menahan pengembangan dan penyusutan lapisan dalam (lamina bersilang) dalam arah tranversal, sedangkan lapisan dalam (lamina bersilang) menahan pengembangan dan penyusutan sejajar dalam arah tranversal sesuai besar dari orientasi sudut laminya.
4.1.4 Penyusutan Volume
Penyusutan volume atau Shrinkage (SV) adalah berkurangnya dimensi kayu akibat penurunan kadar air di bawah titik jenuh serat. Perubahan kadar air di bawah titik jenuh serat tidak menyebabkan perubahan dimensi kayu (Tsoumis
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 P en gemb an ga n V o lu me (% ) Panel CLT
1991). Nilai rata-rata SV panel CLT berkisar antara 2.93% hingga 4.84% dengan rata-rata keseluruhan sebesar 3.74% dan papan kontrol sebesar 5.16% (Tabel 1). Berdasarkan hasil penelitian Apriliana (2012) CLT perekat SV sebesar 4.45%. Jika dibandingkan dengan perekat dan kontrol, maka nilai SV CLT paku lebih rendah dibandingkan yang lain. Hal tersebut diduga terjadi akibat penggunaan alat sambung paku yang menahan penyusutannya.
Analisis keragaman (tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap nilai SV, sehingga harus dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran rataan SV panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudutnya disajikan pada gambar 12.
Gambar 12 Sebaran rataan penyusutan volume panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Hasil uji lanjut terhadap kombinasi ketebalan dan orientasi sudut pada besarnya SV (Lampiran 4) menunjukkan bahwa rata-rata SV panel A1B1, A3B1,
A3B4 mempunyai nilai SV paling tinggi masing-masing sebesar 4.84%, 4.58%,
dan 4.53% dan berbeda nyata terhadap panel lainnya dan A1B4, A2B3, A1B2, A2B4,
A2B5, A1B5 mempunyai nilai SV terendah sebesar 3.23%, 3.16%, 3.14%, 3.02%,
3.01%, 2.93% dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya.
Penyusutan pada panel dengan ketebalan lamina penyusun 1.67 cm lebih kecil dan orientasi sudut 90˚ juga kecil penyusutannya. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Bowyer (1996), variasi dalam tiga faktor, yaitu ukuran dan bentuk potongan kayu, kerapatan contoh uji, dan laju pengeriangan contoh uji. Diperkuat
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 P e n yu su ta n V o lu m e (% ) Panel CLT
juga dengan pernyataan Skaar (1972) dalam Anggraini (2012), salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya kembang susut suatu kayu yaitu arah serat. Jadi panel dengan lamina penyusun 1.67 cm mempunyai ketebalan yang seragam dan KA hampir sama, sehingga penyusutannya hampir sama. Sedangkan yang membuat panel tersebut berbeda antar panel dengan ketebalan 1.67 cm yaitu sudut penysun tengahnya, dimana yang tegak lurus (90˚) akan saling menahan penysutan antara lamina berdekatan.
4.2 Sifat Mekanis
Menurut Mardikanto et al. (2011) dalam Ati (2012), Sifat mekanis kayu merupakan ukuran kemampuan kayu dalam menahan gaya dari luar yang disebut gaya luar (Ati 2012). Menurut Tsoumis (1991), Sifat mekanis kayu ialah ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya luar yang bekerja padanya (membebani benda tersebut). Ketahanan kayu untuk menahan gaya tergantung pada arah dan gaya dari pembebanan. Sifat mekanis kayu termasuk ketahanan terhadap berbagai pembebanan.
Pada penelitian ini sifat mekanis yang diuji adalah modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR), kekuatan lateral paku pada sambungan geser ganda, dan kekuatan geser paku. Pengujian sifat mekanis panel CLT bertujuan untuk mengetahui kekuatan panel CLT tersebut sebagai bahan konstruksi. Hasil pengujian sifat mekanis (MOE dan MOR) disajikan pada tabel 3.
Tabel 3. Kekakuan dan kekuatan lentur panel CLT Kayu Sengon
No. Contoh Uji MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2)
I. Panel CLT 1. A1B1 7170 176 2. A1B2 5112 180 3. A1B3 3838 203 4. A1B4 2907 175 5. A1B5 2756 167 6. A2B1 8398 187 7. A2B2 8583 215 8. A2B3 7095 182 9. A2B4 7255 179 10. A2B5 6042 157
Tabel 3 (Lanjutan) 11. A3B1 11654 230 12. A3B2 11850 254 13. A3B3 11271 198 14. A3B4 11349 240 15. A3B5 11520 212 Rata-Rata 7787 197 II. Kontrol 42658 238
Secara keseluruhan, rata-rata nilai MOE sebesar 7787 kg/cm2 dan MOR sebesar 197 kg/cm2. Hasil analisis keragaman sifat fisis panel CLT disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Analisis keragaman kekakuan dan kekuatan lentur panel CLT Kayu Sengon
Sumber Keragaman MOE MOR
Kombinasi ketebalan 0.0001* 0.0001*
Orientasi sudut 0.0001* 0.0074*
Kombinasi ketebalan dan orientasi
sudut 0.0001* 0.0619
tn
4.2.1 Modulus of Elasticity (MOE)
Menurut Tsoumis (1991), Elastisitas ialah sifat bahan untuk kembali ke bentuk semula, ketika pembebanan menyebabkan hubungan antara tegangan dan perubahan bentuk. Hubungan antara tegangan dan regangan didefinisikan sebagai MOE. Hasil pengujian (Tabel 3) menunujukkan nilai MOE panel CLT berkisar antara 2756 kg/cm2 hingga 11850 kg/cm2 dengan rata-rata sebesar 7787 kg/cm2, dan MOE papan kontrol sebesar 42658 kg/cm2. Sedangkan berdasarkan hasil penelitian Apriliana (2012), nilai MOE CLT perekat sebesar 50777 kg/cm2. Berdasarkan hasil tersebut terlihat bahwa nilai MOE CLT paku lebih kecil dibandingkan dengan CLT perekat maupun papan kontrol. Hal tersebut diduga terjadi akibat penggunaan alat sambung paku pada panel CLT, dimana hal tersebut menyebabkan kekakuan panel CLT rendah akibat efisiensinya hanya 50% (Yap 1999).
Analisis keragaman (Tabel 4) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap
nilai MOE panel CLT, sehingga harus dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran rataan nilai MOE panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 13.
Gambar 13 Sebaran rataan MOE panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Hasil uji lanjut terhadap interaksi kombinasi tebal dan orientasi sudut pada besarnya nilai MOE (Lampiran 5) menunjukkan bahwa rata-rata MOE panel CLT A3B2 mempunyai nilai MOE paling tinggi yaitu sebesar 11850 kg/cm2 dan berbeda
nyata dengan panel lainnya, sedangkan nilai MOE paling rendah yaitu A1B5
sebesar 2756 kg/cm2 dan berbeda nyata dengan panel lainnya.
Semakin tebal lamina penyusun luarnya (atas-bawah) semakin besar pula nilai MOE dan sudut 90˚ memiliki nilai MOE yang rendah dikarenakan lamina tengah penyusunnya saling tegak lurus dengan lapisan luarnya. Pada saat dilakukan pembebanan terpusat, lapisan permukaan lamina akan mengalami gaya tekan maksimum dan lapisan bawah lamina akan mengalami gaya tarik maksimum, sehingga bagian dari struktur panel CLT yang paling mempengaruhi nilai MOE adalah lamina terluar dari panel CLT.
4.2.2 Modulus of Rupture (MOR)
Modulus of Rupture (MOR) hampir sama dengan MOE, bedanya hanya
pada MOE sampai batas proporsi saja sehingga bisa kembali ke bentuk semula, sedangkan MOR sampai pembebanan maksimum pada kayu tersebut (Tsoumis 1991). Hasil penelitian menunjukkan nilai MOR panel CLT secara keseluruhan berkisar antara 157 kg/cm2 hingga 254 kg/cm2 dengan rata-rata sebesar 197 kg/cm2, dan MOR papan kontrol sebesar 237 kg/cm2. Sedangkan berdasarkan hasil
0 10000 20000 30000 40000 50000 M O E (k g/c m ²) Panel CLT
penelitian Apriliana (2012), nilai MOR CLT perekat sebesar 251 kg/cm2. Terlihat bahwa nilai MOR CLT paku lebih kecil dibandingkan dengan papan kontrol dan CLT perekat. Hal tersebut diduga terjadi karena penggunaan paku yang mengurangi nilai MOR panel tersebut. Hal tersebut diperkuat dengan pernyataan Yap (1999), konstruksi yang menggunakan sambungan paku memiliki efisiensi sebesar 50%. Jika tanpa sambungan efisiensinya sebesar 100%.
Analisis keragaman (Tabel 4) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai MOR panel CLT dan Kombinasi ketebalan memberikan pengaruh yang nyata dan orientasi sudut memberikan pengaruh yang nyata. Sebaran rataan nilai MOR panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 14.
Gambar 14 Sebaran rataan MOR CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Hasil uji lanjut terhadap kombinasi ketebalan pada nilai MOR (Lampiran 6) menunjukkan bahwa kombinasi 2-1-2 cm memiliki nilai MOR tertinggi sebesar
227 kg/cm2 dan berbeda nyata dengan panel lainnya, dan 1-3-1 cm memiliki nilai MOR terendah sebesar 183 kg/cm2. Sedangkan untuk orientasi sudut menunjukkan bahwa sudut 30° memliki nilai MOR tertinggi sebesar 216 kg/cm² dan berbeda nyata dengan panel lainnya dan terendah sudut 90° sebesar 178 kg/cm².
Kombinasi ketebalan pada panel CLT mempengaruhi nilai MOR, karena jika panel CLT dikenai beban di tengah bentangnya, maka bagian permukaan panel akan mengalami tegangan tekan maksimal dan bagian bawah mengalami tegangan tarik maksimal. Tegangan ini secara perlahan-perlahan menurun kebagian tengah dan menjadi nol pada sumbu netral. Sehingga semakin tebal lamina penyusun bagian permukaan panel CLT atau semakin dekat garis sambung
0 50 100 150 200 250 A1 A2 A3 M O R (k g/c m ²)
Kombinasi Ketebalan Lamina
0 50 100 150 200 250 B1 B2 B3 B4 B5 M O R (k g/c m ²)
