Sifat fisis dan mekanis kayu kawista (Limonia acidissima Correa) asal Bima Nusa Tenggara Barat

(1)

DIAN MUTMAINNAH

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

Mechanical and Physical Property of Kawista Wood (Limonia acidissima Correa)

From West Nusa Tenggara By

Dian Mutmainah1), Dodi Nandika2)

INTRODUCTION: Since in recent many years the potential of wood supply and production from natural forest was decreased because of deforestation. According to this issue, the concern to the comunity forest developement and management was getting increase. Nowadays, in many community forest area is managed with commersial orientation to meet the wood supply. However, we must admit that the wood properties from community forest is not well-knowed in common, include the quality of wood from fruit plants like kawista. As we know during this time, the Kawista tree or Kawis is not well-known even though the taste of the fruit is tasty and its bark can be used for medicine. There are still no scientific report about the mechanical and physical property of Kawista until today, while its needs a knowledge about the wood basic properties for optimal utilization.

MATERIAL AND METHODE: A research was conducted to determine the mechanical and physical properties of kawista from Bima, West Nusa Tenggara. The small clear spesimens was based on American Society for Testing and Materials (ASTM) standard which used upper part, middle part, and bottom part. This study used a 40 years old wood. The physical property which studied is about moisture content, fiber saturation point, density, specific gravity and shrinkage (longitudinal, radial, tangensial). Meanwhile the mechanical property which studied is about static bending strength (MOE dan MOR), compression strength, hardness, and cleavage resistance.

RESULT AND CONCLUSION: The result of study showed that the physical property of kawista wood is enough good, it can be reflected by the medium specific gravity value, the lower fiber saturation point with a good dimension stability. Moreover, Kawista wood has a bright colour and interesting texture. The mechanical property of Kawista wood is good with hardness, parallel compresion strength, modulus of rupture relative good. On the contrary, the modulus of elasticity and cleavage resistance is relatively low so that it’s not appropriate for constructional using. In conclusion, Kawista wood has a potential raw material for various utility such as furniture, wood engraving, and construction wood which can hold a light load up to middle load like pole, sills, door, window frame, and flooring.

Keywords: Kawista, mechanical property, physical property

1)

Student of Forest Product Departement, Faculty of Forestry,IPB 2)

(3)

RINGKASAN

Dian Mutmainnah. E24063239. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Kawista (Limonia acidissima Correa) Asal Bima Nusa Tenggara Barat. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS.

Sejak beberapa tahun terakhir ini suplai kayu dari hutan alam terus menurun karena potensi produksi hutan alam yang makin rendah akibat deforestasi. Sejalan dengan itu, perhatian terhadap pengembangan dan pengelolaan hutan rakyat terus meningkat. Bahkan saat ini di berbagai daerah hutan rakyat telah banyak yang dikelola dengan orientasi komersial untuk memenuhi kebutuhan kayu yang terus meningkat. Namun demikian, harus diakui bahwa sifat-sifat kayu dari hutan rakyat pada umumnya belum diketahui, termasuk kualitas kayu dari tanaman buah-buahan seperti Kawista. Selama ini pohon kawista atau kawis kurang populer, walaupun rasa buahnya enak dan kulit batangnya bisa dijadikan obat untuk menyembuhkan haid yang berlebihan, gangguan hati, luka dan mual-mual. Sampai saat ini juga belum ada laporan ilmiah tentang sifat fisis dan mekanis kayu Kawista, padahal untuk pemanfaatannya secara optimal dan tepat guna diperlukan pengetahuan tentang sifat-sifat dasar kayu tersebut termasuk sifat fisis dan mekanisnya.

Suatu penelitian telah dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis kayu Kawista asal Bima, Nusa Tenggara Barat. Contoh uji bebas cacat (small clear spesimens) berdasarkan standar American Society for Testing and Materials (ASTM) dibuat dari bagian pangkal, tengah dan ujung batang kayu Kawista yang berumur kurang lebih 40 tahun, masing-masing tiga ulangan setiap pengujian. Sifat fisis yang diteliti meliputi kadar air, kadar air titik jenuh, kerapatan, berat jenis, dan penyusutan (longitudinal, radial dan tangensial). Sementara itu sifat mekanis yang diteliti meliputi keteguhan lentur statis (MOE dan MOR), keteguhan tekan, kekerasan, serta keteguhan belah.

Hasil penelitian menunjukan bahwa sifat fisis kayu Kawista cukup baik, tercermin dari berat jenisnya yang sedang, kadar air titik jenuh serat yang relatif rendah dengan stabilitas dimensi yang baik. Kayu Kawista juga mempunyai warna yang cerah (putih kekuningan) dan tekstur yang menarik. Di samping itu sifat mekanis kayu Kawista juga baik dengan kekerasan, keteguhan tekan sejajar serat dan keteguhan patah relatif baik. Namun demikian, keteguhan lentur dan ketahanan belahnya relatif rendah. Berdasarkan sifat fisis dan mekanisnya, Kayu Kawista berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku meubel, ukiran, dan kayu bangunan yang menahan beban ringan sampai sedang seperti tiang, kusen, pintu, rangka jendela, dan lantai.

(4)

LEMBAR PENGESAHAN

JUDUL : Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Kawista (Limonia acidissima Correa)Asal Bima Nusa Tenggara Barat

Nama Mahasiswa : Dian Mutmainnah NRP : E24063239

Menyetujui Dosen Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS. NIP : 1951 1207 198203 1 001

Mengetahui

Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

Dr. Ir. Wayan Darmawan, M.Sc. NIP : 1966 0212 199103 1 002

(5)

SIFAT FISIS DAN MEKANIS KAYU KAWISTA (

Limonia

acidissima

Correa

)

ASAL BIMA NUSA TENGGARA BARAT

DIAN MUTMAINNAH

Karya Ilmiah

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan

pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Kawista (Limonia acidissima Correa) Asal Bima Nusa Tenggara Barat 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 manapun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Februari 2011

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang berjudul Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Kawista (Limonia acidissima Correa) Asal Bima Nusa Tenggara Barat. Penulisan karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

Karya ilmiah yang didasarkan atas penelitian laboratoris ini menyajikan sifat fisis dan mekanis kayu dari suatu jenis pohon buah-buahan yaitu Kawis atau Kawista. Walaupun rasa buahnya enak dan kulit batangnya bisa dijadikan obat, pohon ini relatif kurang dikenal di Indonesia, kecuali di Rembang (Jawa Tengah), Madura (Jawa Timur), Bali, Nusa Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur. Sejalan dengan itu, sifat-sifat kayunya pun belum pernah dilaporkan secara ilmiah. Oleh karena itu pengungkapan sifat fisis dan mekanis kayu Kawista ini diharapkan dapat menambah pustaka ilmiah tentang sifat-sifat kayu Kawista sekaligus menambah pemgetahuan masyarakat akan kayu Kawista.

Penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik untuk menyempurnakannya sangat diharapkan. Akhirnya semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pihak-pihak yang membutuhkan.

(8)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bima, Nusa Tenggara Barat pada tanggal 12 Desember 1988 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Bapak Ir. H. Nurdin dan Ibu Sriana Ama.Pd (Alm). Penulis lulus dari TK Kemala Bayangkari Tahun 1994 dan SD Negeri Inpres Lewiloa pada tahun 2000, kemudian melanjutkan studi di SMP Negeri 1 Raba Kabupaten Bima dan lulus pada tahun 2003. Pada tahun 2006 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Kota Bima dan pada tahun yang sama diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB.

Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif di beberapa organisasi kemahasiswaan yakni menjadi staf bidang minat Bio-Komposit Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (tahun 2007-2008), anggota Organisasi Mahasiswa Bima (FKMBB) serta staf bidang profesi dan keahlian pada Unit Kegiatan Mahasiswa GENTRA KAHEMAN tahun (2008-2009). Penulis juga pernah melaksanakan Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Cilacap dan Baturaden, Jawa Tengah, Praktek Pengelolaan Hutan di Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi, dan Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Pratama Jaya, Jawa Tengah.

(9)

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena yang telah melimpahkan berkat dan anugerah-Nya sehingga pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini berjalan dengan lancar. Ucapan terima kasih dan penghargaan tak luput penulis sampaikan kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS selaku dosen pembimbing atas kesabaran dan keikhlasannya dalam memberikan bimbingan, nasehat dan motivasi kepada penulis.

2. Orang tua tercinta (Ir. H. Nurdin dan Sriana Ama.Pd (Alm)), Nurul Fauziah, Ahmad Satriawan, Zul Hanafi Rahmadinullah, Jumriatun Awalya serta semua keluarga besar yang telah memberikan dukungan dan perhatian selama belajar di Institut Pertanian Bogor (IPB).

3. Laboran di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan IPB.

4. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 43 Departemen Hasil Hutan: Bagus Ferry, Ammar Afif AA, Ahmad Jamhari R, Dinda Nurmawan, Rahmat Muslim, Zulhijah, Meiyana Wahyuni, Yennova Sari, Dita Ismartanti, Wenny NP, Devi Nurmala, Anjar AWW, Murtini Ari, Poppy Aisyah, Nadya Shahnaz, Lena Simamora, Ika Fitriyani dan mahasiswa Fakultas Kehutanan IPB Angkatan 43 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas dukungan dan kesetiakawanan yang selalu kalian berikan.

5. Sahabat-sahabatku di Bima (Jean dan Ulfah) atas dukungan dan perhatian yang kalian berikan.

6. Rekan-rekan FKMBB yang senantisa memberikan semangat dan senyuman.

(10)

DAFTAR ISI ... x

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis ... 18

4.2 Sifat Mekanis ... 21

4.3 Jenis-jenis Kayu Perdagangan yang Sifat Fisis dan Mekanisnya Mirip dengan Kayu Kawista ... 28

4.4 Penentuan Kelas Kuat Kayu Limonia acidissima serta penggunaannya ... 29

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 31

5.2 Saran ... 31

DAFTAR PUSTAKA ... 33

(11)

DAFTAR TABEL

No Halaman

(12)

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Pohon Kawista dan skema pembagian batang ... 10

2. Potongan balok untuk pengujian sifat fisis ... 11

3. Potongan balok untuk pengujian sifat mekanis ... 11

4. Contoh uji sifat fisis ... 12

5. Contoh uji keteguhan lentur statis ... 14

6. Contoh uji tekan sejajar serat ... 15

7. Contoh uji kekerasan ... 16

8. Contoh uji ketahanan belah ... 16

9. Nilai kadar air titik jenuh serat ... 18

10. Nilai kerapatan ... 19

11. Nilai berat jenis ... 19

12. Contoh uji kadar air titik jenuh serat, kerapatan, berat jenis ... 20

13. Nilai penyusutan longitudinal, radial dan tangensial ... 20

14. Contoh uji penyusutan ... 21

15. Nilai MOE ... 22

16. Nilai MOR ... 22

17. Pengujian kelenturan ... 23

18. Contoh uji keteguhan lentur statis ... 23

19. Nilai tekan sejajar serat ... 24

20. Contoh uji keteguhan tekan sejajar serat ... 24

21. Pengujian tekan sejajar serat ... 25

22. Nilai kekerasan ... 25

23. Pengujian kekerasan ... 26

24. Contoh uji kekerasan ... 26

(13)

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Halaman

1. Data sifat fisis ... 35

2. Data sifat mekanis ... 37

3. Analisis sidik ragam sifat fisis kayu Kawista ... 39

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sejak beberapa tahun terakhir ini suplai kayu dari hutan alam terus menurun karena volume kayu yang dapat dipanen dari hutan alam relatif rendah. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) dalam Anonim (2010) menyatakan bahwa setiap tahun 1,8 juta ha hutan di Indonesia mengalami kerusakan. Fakta juga menunjukkan bahwa degradasi hutan alam berimplikasi pada penurunan keanekaragaman ekosistem, jenis, dan genetik yang makin mengkhawatirkan (Anonim 2010). Sejalan dengan itu, perhatian terhadap pengembangan dan pengelolaan hutan tanaman termasuk hutan rakyat terus meningkat. Bahkan saat ini di berbagai daerah hutan rakyat telah banyak yang dikelola dengan orientasi komersial untuk memenuhi kebutuhan kayu yang terus meningkat. Meningkatnya pengembangan dan pengelolaan hutan tanaman tersebut diikuti oleh peningkatan pemanfaatan kayu hutan tanaman dan hutan rakyat untuk bahan baku industri perkayuan. Pemanfaatan bahan baku untuk industri perkayuan dari hutan rakyat mengalami peningkatan 10,15% dari total kebutuhan kayu industri per tahun. Namun demikian, harus diakui bahwa sifat-sifat kayu dari hutan rakyat pada umumnya belum diketahui, termasuk kualitas kayu dari tanaman buah-buahan seperti Kawista (Limonia acidissima Correa).

(16)

mekanis tersebut. Padahal untuk pemanfaatannya secara optimal dan tepat guna diperlukan pengetahuan tentang sifat-sifat dasar kayu tersebut termasuk sifat fisis dan mekanisnya.

Suatu penelitian telah dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis kayu Kawista asal Kota Bima, Provinsi Nusa Tenggara Barat, meliputi kadar air titik jenuh serat, kerapatan, berat jenis, penyusutan, keteguhan lentur statis, keteguhan tekan sejajar serat, kekerasan, dan keteguhan belah.

1.2 Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari sifat fisis dan sifat mekanis kayu Kawista yang berasal dari Kota Bima dalam rangka mendukung upaya pengembangan penggunaan kayu tersebut secara optimal.

1.3 Manfaat

(17)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pohon Kawista

Kawista atau Kawis (L. acidissima syn. Feronia limonia) adalah tumbuhan buah, termasuk dalam suku jeruk-jerukan (Rutaceae). Tumbuhan ini berasal dari India selatan dan menyebar ke Asia Tenggara, termasuk Jawa. Buah Kawista mempunyai aroma yang khas, sering juga disebut Java Cola karena rasanya yang mirip cola, bentuknya seperti melon, tapi lebih kecil dan tempurungnya keras (Verheji dan Coronel 1997). Nama dari kawista antara lain Olifantsappel (Belanda), Wood apple (Inggris), Kawista, (Jawa), Kawis, Kawista, Kinca, Bila, Kabista, Karubista (Madura), Kawi, Kinca (Bima) (Heyne 1987).

Pohon Kawista berperawakan kecil dan menggugurkan daun-daunnya setelah berbuah, tingginya dapat mencapai 16 meter, bercabang banyak dan ramping, berduri tajam dan lurus, dengan panjang sampai 4 cm. Pohon tersebut mempunyai daun majemuk menyirip berukuran panjang sampai 12 cm, bersirip ganjil dengan rakis dan tangkai yang bersayap sempit; anak daunnya berhadapan, 2-3 pasang, anak daun ujung berbentuk bundar telur sungsang, panjangnya sampai 4 cm, memiliki kelenjar minyak, dan jika daun diremas mengeluarkan sedikit aroma. Bunga jantan dan bunga sempurnanya berbilangan lima, berwarna putih, hijau atau lembayung-kemerahan, biasanya bergerombol dalam perbungaan yang kendur, terletak di ujung ranting atau di ketiak daun. Buahnya bertipe buah buni, berkulit keras, berdiameter sampai 10 cm, permukaan kulitnya bersisik, terlepas-lepas, berwarna keputih-putihan, dengan daging buah yang harum dan berisi banyak biji yang berlendir. Bijinya berukuran panjang 5-6 mm, berbulu, berkeping biji tebal dan berwarna hijau; perkecambahannya epigeal. Batang anakannya ramping, sedikit berbiku-biku (zigzag), 1-4 lembar daun pertama berbentuk daun tunggal (Verheji dan Coronel 1997).

(18)

atau November. Pohon Kawista tumbuh lambat dan tidak menghasilkan buah sebelum berumur 15 tahun atau lebih (Verheji dan Coronel 1997).

Kandungan daging buah kawista kira-kira sepertiga dari keseluruhan buah. Kandungan pektin buah segarnya 3-5%. Setiap 100 g bagian daging buah yang dapat dimakan mengandung: 74 g air, 8 g protein, 1,5 g lemak, 7,5 g karbohidrat, dan 5 g abu. Dalam 100 g bagian biji yang dapat dimakan terkandung: 4 g air, 26 g protein, 27 g lemak, 3 5 g karbohidrat, dan 5 g abu. Daging buah yang kering mengandung 15% asam sitrat dan sejumlah kecil asam-asam kalium, kalsium, dan besi. Kayu Kawista berwarna putih kekuningan, keras, agak berat, dan berserat kasar, tetapi urat kayunya rapat dan dapat dipolis sampai berkilap (Verheji dan Coronel 1997).

Buah kawista yang matang mempunyai khasiat sebagai obat, yaitu untuk menurunkan panas, pengelat dan bersifat tonikum, dan obat sakit perut. Di Indo-Cina, duri dan kulit batang kawista digunakan dalam berbagai ramuan obat tradisional untuk mengobati haid yang berlebihan, gangguan hati, gigitan dan sengatan binatang, dan untuk mengobati mual-mual. Kayu Kawista digunakan untuk bangunan rumah, tiang dan perabotan pertanian. Getah yang dikumpulkan dari kulit kayunya dilaporkan memiliki manfaat obat, dan digunakan sebagai pengganti gom arab. Tumbuhan ini mampu hidup pada iklim tropik muson atau yang sewaktu-waktu kering, dapat tumbuh sampai ketinggian 450 meter di atas permukaan laut dan toleran terhadap kekeringan (Verheji dan Coronel 1997).

2.2 Sifat Fisis

Sifat fisis dan mekanis kayu sangat penting karena kedua sifat tersebut menentukan kekuatan kayu (Haygreen et al. 2003). Di antara sifat fisis kayu yang paling penting adalah berat jenis dan sifat higroskopisitasnya. Sifat higroskopisitas merupakan kondisi kayu ketika adanya hubungan dengan air, sedangkan berat jenis kayu erat hubungannya dengan massa dari zat penyusun kayu (Andre 2009). _{Selanjutnya Haygreen et al. (2003) menyatakan bahwa faktor} yang mempengaruhi sifat fisis kayu di antaranya adalah:

(19)

b. Persentase komponen utama pembentuk dinding sel dan persentase zat ekstraktif.

c. Susunan dan orientasi fibril dalam sel atau jaringan termasuk jenis, ukuran, dan proporsinya.

Beberapa sifat fisis kayu yang penting adalah: 1. Kerapatan

Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat per satuan volume. Kerapatan kayu berhubungan langsung dengan porositasnya, yaitu proporsi volume rongga kosong. Biasanya dinyatakan dalam pon per kaki kubik atau kilogram per meter kubik. Kerapatan sering dinyatakan dalam berat segar dan volume segar apabila digunakan untuk menghitung berat untuk pengangkutan atau bangunan. Kerapatan sepotong kayu dengan berat jenis 0,5 adalah 0,5 x 62,4 atau 31,2 pon/kk (berat kering tanur per unit volume pada kadar air tertentu) (Haygreen et al. 2003).

Kerapatan bervariasi pada arah vertikal maupun horizontal. Pada arah vertikal, bagian kayu yang posisinya lebih tinggi memiliki kerapatan rendah. Hal ini diakibatkan karena faktor mekanis dan faktor biologis. Pada arah horizontal, kerapatan dipengaruhi oleh umur. Kayu yang umurnya lebih muda memiliki kerapatan lebih rendah. Kerapatan mempengaruhi sifat-sifat higroskopisitas, penyusutan dan pengembangan, sifat mekanis, panas, sifat akustik, kelistrikan, dan lainnya yang berhubungan dengan pengerjaan kayu selanjutnya (pengolahan, pengeringan, dll) (Tsoumis 1991).

2. Berat Jenis

(20)

3. Kembang Susut

Shrinkage atau penyusutan adalah pengurangan dimensi kayu akibat penurunan kadar air kayu. Swelling atau pengembangan adalah penambahan dimensi kayu sebagai akibat dari penambahan kadar air kayu (Tsoumis 1991).

Kembang susut dimensi kayu tidak sama pada ketiga arahnya (radial, tangensial, dan longitudinal) dengan kata lain kayu memiliki sifat anisotropi. Faktor-faktor yang mempengaruhi kembang susut antara lain: kadar air, kerapatan, struktur (anatomi kayu), kadar ekstraktif, kandungan (komposisi) bahan kimia dan sifat mekanisnya.

4. Kadar Air Titik Jenuh Serat

Titik di mana semua air cair di dalam rongga sel telah dikeluarkan tetapi dinding sel masih jenuh disebut titik jenuh serat (TJS). Ini adalah suatu titik yang kritis, karena dibawah titik ini sifat kayu terganggu oleh perubahan-perubahan dalam kandungan air. Banyaknya air yang terdapat di dalam kayu apabila digunakan di dalam lingkungan-lingkungan yang tidak berhubungan langsung dengan air akan selalu lebih rendah daripada TJS (Haygreen et al. 2003).

2.3 Sifat Mekanis

Sifat mekanis kayu merupakan ukuran ketahanan kayu terhadap gaya luar yang cenderung merubah bentuk benda. Ketahanan kayu tersebut tergantung pada besarnya gaya dan cara pembebanan (tarik, tekan, geser, pukul). Kayu menunjukan perbedaan sifat mekanis dalam arah pertumbuhan yang berbeda (aksial, radial, dan tangensial) (Tsoumis 1991). Sifat mekanis kayu yang penting antara lain:

1. Modulus Elatisitas

(21)

modulus elastisitas tersebut cenderung berbeda pada ketiga arah pertumbuhan batang kayu.

2. Kekuatan Lentur

Kekuatan lentur statis merupakan salah satu sifat mekanis yang sangat penting. Kekuatan lentur kayu biasanya dinyatakan dengan modulus patah (Modulus of Rupture (MOR). MOR adalah kemampuan kayu menahan beban sampai patah. Nilai kekuatan lentur ini menunjukan kecenderungan yang sama dengan kekuatan tarik aksial sehingga modulus patah dapat digunakan sebagai petunjuk kekuatan tarik aksial jika data nilai kekuatan tersebut tidak tersedia. Kekuatan lentur kayu ledih rendah dibandingkan dengan logam tetapi lebih tinggi dari kebanyakan bahan non logam (Tsoumis 1991).

3. Kekuatan Tekan

Tsoumis (1991) menyatakan bahwa kekuatan tekan adalah kemampuan kayu untuk menahan beban atau tekanan yang berusaha memperkecil ukurannya. Kekuatan tekan aksial lebih tinggi dari kekuatan tekan transversal (sampai 15 kali). Pada kayu lunak kekuatan tekan pada arah tangensial lebih tinggi daripada arah radial, sedangkan untuk kayu keras kekuatan tekan radial lebih tinggi dibandingkan dengan tangensialnya. Kekuatan tekan kayu pada arah aksial lebih rendah dibandingkan dengan bahan konstruksi lainnya kekuatan tekan kayu lebih tinggi.

4. Kekerasan

Kekerasan merupakan kemampuan suatu benda untuk menahan tekanan pada permukaan atau kemampuan kayu untuk menahan kikisan. Kayu merupakan produk alami dimana proses pertumbuhannya diatur oleh alam lingkungan sehingga terjadi variasi kekuatannya. Variasi kekuatan ini terdapat antar pohon pada jenis yang sama, antar jenis dan antar posisi kayu pada posisi pohon yang sama (Usman 1979).

5. Keteguhan Belah

(22)

Kayu dengan nilai keteguhan belah yang tinggi cocok untuk digunakan sebagai kayu konstruksi, sedangkan yang nilainya rendah untuk kayu bakar (Yolanda 2010).

Penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian tertentu tergantung dari sifat-sifat kayu yang bersangkutan dan persyaratan teknis yang diperlukan. Sifat-sifat kayu dan persyaratan teknis yang perlu dipenuhi untuk tujuan pemakaian tertentu antara lain sebagai berikut:

1. Untuk Bangunan (Konstruksi): kuat, keras, berukuran besar dan mempunyai keawetan alam yang tinggi.

2. Untuk Perkakas (mebel): berat sedang, dimensi stabil, dekoratif, mudah dikerjakan, mudah dipaku, dibubut, disekrup, dilem dan dikerat.

3. Untuk Lantai (parket): keras, daya abrasi tinggi, tahan asam, mudah dipaku dan cukup kuat.

4. Untuk Bantalan Kereta Api: kuat, keras, kaku, awet.

5. Untuk Alat Olah Raga: kuat, tidak mudah patah, ringan, tekstur halus, serat halus, serat lurus dan panjang, kaku, cukup awet.

(23)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan September sampai dengan bulan November 2010 di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

3.2 Bahan dan Alat 1. Alat Penelitian

Alat yang digunakan dalam pengujian sifat fisis adalah kaliper, oven, timbangan elektrik dan desikator. Alat untuk pengujian sifat mekanis adalah Universal Testing Machine merek Amsler dan Instron.

2. Bahan Penelitian

(24)

(a)

(b)

Gambar 1 Pohon Kawista (a), skema pemotongan batang pohon Kawista untuk sumber pembuatan contoh uji (b).

3.3 Prosedur Kerja

Penelitian dilaksanakan dengan tahapan sebagai berikut: 1. Persiapan Bahan Baku

Contoh uji untuk setiap pengujian sifat fisis dan sifat mekanis kayu dibuat berdasarkan American Society for Testing and Materials (ASTM). Bahan untuk pembuatan contoh uji sifat fisis adalah balok berukuran 7cm x 7cm x 50cm balok tersebut dipotong ke arah lebar dan tebal sehingga menjadi ukuran 5cm x 5cm x 50 cm. Selanjutmya balok tersebut dibagi menjadi 10 bagian ke arah panjang menjadi balok kecil yang masing-masing berukuran 5cm x 5 cm x 5cm (Gambar 2).

5 cm Ujung (1 m)

Tengah (1 m) Pangkal (1 m)

(25)

Gambar 2 Potongan balok untuk pengujian sifat fisis.

Balok di atas digunakan untuk membuat contoh uji dengan rincian sebagai berikut:

a. Untuk pengujian kerapatan, berat jenis, dan kadar air titik jenuh serat: 4cm x 4cm x 4cm (ulangan tiga buah) (Gambar 4).

b. Untuk pengujian penyusutan, baik susut longitudinal, susut radial maupun susut tangensial: 4cm x 4cm x 1 cm (ulangan tiga buah) (Gambar 4).

Sementara itu, untuk pengujian sifat mekanis contoh uji dibuat dari balok berukuran 5cm x 5cm x 50cm. Kemudian balok tersebut dibagi empat ke arah panjang sehingga terbentuk balok berukuran 2,5cm x 2,5cm x 50 cm (Gambar 3). Kedua ujung balok tersebut dipotong masing-masing sepanjang 4,5cm sehingga masing-masing menjadi berukuran 2,5cm x 2,5cm x 41 cm (Gambar 5).

Gambar 3 Potongan balok untuk pengujian sifat mekanis.

Balok tersebut digunakan antara lain sebagai berikut:

a. Untuk pengujian modulus elastisitas dan pengujian teguhan lentur: 2,5cm x 2,5cm x 41cm (ulangan tiga buah).

b. Untuk pengujian keteguhan tekan: 2,5cm x 2,5cm x 10cm (ulangan tiga buah) (Gambar 6).

c. Untuk pengujian kekerasan: 5cm x 5cm x 10cm (ulangan tiga buah) (Gambar 7).

(26)

2. Pelaksanaan Pengujian a. Pengujian Sifat Fisis

Sifat fisis yang diuji meliputi kadar air titik jenuh serat, penyusutan, kerapatan dan berat jenis. Contoh uji yang awalnya berukuran 5 cm x 5 x cm x 5 cm kemudian dipotong-potong per segmen menjadi segmen melintang, radial, dan tangensial. Ukuran masing-masing segmen adalah 4 cm x 4 cm x (0,5-1) cm dan digunakan untuk pengujian penyusutan kayu (ASTM D143 2005). Sampel sisa digunakan untuk pengujian kadar air, kerapatan dan berat jenis kayu (Gambar 2) (Wahyudi et al. 2008).

5 cm 5 cm

5 cm

(A) (A1)

(A2) (A3) (A4)

Gambar 4 Tahapan pembuatan contoh uji sifat fisis, sampel awal (A), sample sisa (A1), sampel susut longitudinal (A2), sampel susut tangensial (A3), sampel susut radial (A4).

L

R

L T

T

(27)

1. Kerapatan dan BJ kayu

Contoh uji ditimbang berat (BA) dan diukur volumenya (VA), lalu dimasukkan ke dalam oven (103±2)°C hingga konstan untuk mendapatkan berat dan volume kering tanurnya (BKT dan VKT) (Wahyudi et al. 2008). Pengukuran volume kayu dilakukan menggunakan prinsip Archimedes. Kerapatan dan BJ kayu serta kadar air titik jenuh seratnya (KA-TJS) diperoleh dengan persamaan berikut:

Kerapatan = BA / VA

BJ Kayu = (BKT / VA) / kerapatan air KA-TJS = (SV dari basah ke kering tanur) / BJ

Dimana:

SV = Susut volume (%) BJ = Berat jenis

2. Penyusutan

Penyusutan yang diuji pada penelitian ini adalah penyusutan masing-masing dimensi yaitu dimensi radial, tangensial dan longitudinal, dari kondisi basah ke kering tanur. Pengukuran dimensi dilakukan menggunakan kaliper. Besarnya penyusutan masing-masing dimensi untuk seluruh kondisi dihitung dengan rumus:

% Penyusutan = (Di1 – Di2)/ Di1 x 100% Dimana: Di1 = Dimensi awal (mm)

Di2 = Dimensi akhir (mm)

i = Radial, tangensial dan longitudinal.

b. Pengujian Sifat Mekanis

(28)

1. Keteguhan Lentur Statis

Pengujian keteguhan lentur statis dilakukan menggunakan tehnik one point loading dengan jarak bentang 36 cm (Gambar 5). Pembebanan dilakukan di tengah bentang (ASTM D143 2005).

Beban 2,5 cm

2,5 cm

41 cm

Gambar 5 Bentuk dan ukuran contoh uji keteguhan lentur statis.

Besarnya Modulus of Elasticity (MOE) dan Modulus of Rupture (MOR) ditentukan dengan rumus:

MOE = Δ PL 3 4 Δ ybh 3 MOR = 3 PmaksL

2bh 2

Dimana:

MOE = Modulus of Elasticity (kg/cm3) MOR = Modulus of Rupture (kg/cm2)

ΔP = Perubahan beban yang terjadi dibawah batas proporsi (kg) L = Jarak sangga (cm)

Δy = Perubahan defleksi akibat beban (cm) b = Lebar contoh uji (cm)

h = Tebal contoh uji (cm)

2. Keteguhan Tekan Sejajar Serat

(29)

kedudukan contoh uji vertikal (ASTM D143 2005). Besarnya keteguhan tekan sejajar serat dihitung dengan rumus:

σ tk// = P maks / A Dimana:

σ tk// = Keteguhan tekan sejajar serat (kg/cm2) P maks = Beban maksimum (kg)

A = Luas penampang (cm2)

2,5 cm

10 cm

2,5 cm

Gambar 6 Bentuk dan ukuran contoh uji tekan sejajar serat.

3. Kekerasan

Pengujian dilakukan dengan membebankan setengah bola baja, masuk ke dalam kayu (ASTM D143 2005). Kekerasan kayu dihitung dengan rumus:

H = P maks / A

Dimana:

(30)

10 cm

Gambar 7 Bentuk dan ukuran contoh uji kekerasan.

4. Ketahanan Belah

Pengujian dilakukan dengan cara menarik contoh uji pada bidang belahan secara perlahan-lahan. Tarikan dilakukan dengan alat Universal Testing Machine Amsler sampai kayu mengalami kerusakan (ASTM D143 2005). Nilai keteguhan belah dapat dihitung dengan rumus:

CR = P maks / B Dimana:

CR = Keteguhan Belah (kg/cm) P maks = Beban maksimum (kg) B = Lebar bidang belah (cm)

Gambar 8 Bentuk dan ukuran contoh uji ketahanan belah.

3.4 Pengolahan Data

Data sifat fisis dan mekanis kayu Kawista hasil pengujian dianalisis menggunakan Microsoft Excel 2007, kemudian dilanjutkan dengan Analysis of Varian (Anova) dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dan uji lanjut Duncan

2 cm

_{5 cm}

2 cm

1, 5 cm

(31)

menggunakan SAS 9.1. Berdasarkan data hasil pengujian sifat fisis dan mekanisnya, khususnya berat jenis, keteguhan lentur mutlak dan keteguhan tekan sejajar serat ditentukan kelas kuat kayu Kawista dengan mengunakan penentuan tabel Kelas Kuat dari Martawijaya et al (1981) sebagaimana disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Kelas kuat kayu

Kelas Kuat Berat Jenis Keteguhan Lentur Mutlak

(kg/cm2)

Keteguhan Tekan Mutlak

(kg/cm2) I > 0.90 > 1100 > 650 II 0.60 – 0.90 725 – 1100 435 - 650 III 0.40 – 0.60 500 – 725 300 - 435 IV 0.30 – 0.40 360 – 500 215 – 300

V < 0.30 < 360 < 215

Sumber : Martawijaya et al (1981).

(32)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Secara umum kayu Kawista memiliki nilai kadar air titik jenuh serat (KA-TJS) rata-rata sebesar 26,80 %. Hasil perhitungan nilai kadar air pada kondisi kadar air titik jenuh serat kayu Kawista disajikan pada Gambar 9.

Gambar 9 Kadar air titik jenuh serat kayu Kawista pada bagian pangkal (P), tengah (T) dan ujung (U) batang.

Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa kadar air titik jenuh serat kayu Kawista sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung (Lampiran 3). Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa nilai kadar air titik jenuh serat biasanya 30 %. Dengan demikian, kadar air titik jenuh serat kayu Kawista (26,80 %) termasuk kayu dengan kadar air titik jenuh serat yang relatif kecil.

2. Kerapatan

(33)

Gambar 10 Kerapatan kayu Kawista pada bagian pangkal (P), tengah (T) dan ujung (U) batang.

Kayu Kawista memiliki nilai kerapatan yang relatif tinggi karena nilai yang didapatkan lebih dari 1 g/cm3. Perbedaan nilai kerapatan terjadi karena pengambilan contoh uji secara acak. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) semakin dekat letak contoh uji dengan empulur maka nilai kerapatannya semakin tinggi.

3. Berat Jenis (BJ)

Berat jenis kayu Kawista adalah 0,56, termasuk dalam kayu yang memiliki berat jenis sedang. Hasil perhitungan nilai kerapatan kayu Kawista disajikan pada Gambar 11.

Gambar 11 Berat jenis kayu Kawista pada bagian

(34)

Gambar 12 Contoh uji kadar air titik jenuh serat, kerapatan dan berat jenis.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa berat jenis kayu Kawista sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung (Lampiran 3). Nilai rata-rata berat jenis kayu Kawista sebesar 0,56 termasuk kelas kuat III (0,40-0,60) (Yap 1997). Menurut Pandit dan Kurniawan (2008) BJ kayu pada jenis yang sama masih dipengaruhi oleh banyak faktor seperti umur pohon, tempat tumbuh, dan kecepatan pertumbuhan pohon.

4. Penyusutan

Nilai rata-rata penyusutan longitudinal, radial, tangensial kayu Kawista berturut-turut adalah 0,45 %, 3,70 %, dan 7,12 %. Hasil perhitungan nilai penyusutan kayu Kawista dari keadaan segar ke kering tanur disajikan pada Gambar 13.

(35)

Gambar 14 Contoh uji penyusutan (susut radial, susut tangensial dan susut longitudinal).

Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa penyusutan kayu Kawista sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung (Lampiran 3). Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa banyaknya penyusutan yang terjadi umumnya sebanding dengan jumlah air yang keluar dari dinding sel, panjang sel tidak banyak terpengaruh saat zat dinding sel menyusut atau mengembang.

Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) penyusutan longitudinal besarnya hanya 0,1–0,2 % untuk kebanyakan species jarang yang ≥ 0,4 %. Dengan melihat hasil yang didapatkan kayu Kawista mempunyai stabilitas dimensi yang cukup tinggi. Penyusutan tangensial lebih besar dibandingkan penyusutan radial dengan suatu faktor antara satu setengah dan tiga berbanding satu. Ciri anatomis diduga menjadi penyebab perbedaan ini, termasuk adanya jaringan jari-jari, penoktahan rapat pada dinding radial, dominasi kayu musim panas dalam arah tangensial, dan perbedaan-perbedaan dalam jumlah zat dinding sel secara radial lawan tangensial (Haygreen dan Bowyer 1996).

1. Keteguhan Lentur Statis

(36)

Gambar 15 Nilai MOE kayu Kawista pada bagian pangkal (P), tengah (T) dan ujung (U) batang.

Gambar 16 Nilai MOR kayu Kawista pada bagian

pangkal (P), tengah (T) dan ujung (U) batang.

Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa MOE dan MOR kayu Kawista sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung (Lampiran 4). Pada saat pengujian contoh uji sebagian besar tidak mengalami kerusakan, hanya pada bagian pangkal mengalami kerusakan berupa Simple tension dan pada bagian ujung mengalami kerusakan yang berupa Cross grained tension. Nilai MOE kayu Kawista relatif rendah karena kurang dari 60.000 kg/cm2, namun demikian nilai MOR relatif tinggi.

Penyebab penurunan kekuatan kayu salah satunya adalah cacat kayu terutama cacat mayor antara lain berupa mata kayu (knots), retak-retak dan pecah (chakes, shakes, dan split), miring serat (cross grain), retak melintang (compression failures dan cross breaks), pembusukan (decay), kayu reaksi tekan dan tarik ( compression wood dan tension wood) (Mardikanto et al 2009).

(37)

Menurut PPKI (1961), kelas kuat kayu Kawista atas dasar nilai MOE dan MOR masuk dalam Kelas Kuat II-IV.

Gambar 17 Proses pengujian keteguhan lentur statis dengan menggunakan UTM Instron.

Gambar 18 Contoh uji keteguhan lentur statis

2. Keteguhan Tekan

(38)

Gambar 19 Keteguhan tekan sejajar serat kayu Kawista pada bagian pangkal (P), tengah (T) dan ujung (U) batang.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa keteguhan tekan sejajar serat kayu Kawista tidak sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung (Lampiran 4), berdasarkan hasil uji duncan menunjukan bahwa keteguhan tekan sejajar serat bagian ujung dan tengah menghasilkan keteguhan yang lebih baik daripada keteguhan tekan sejajar serat pada bagian pangkal dan bagian tengah. Kerusakan yang terjadi adalah Crushing, dimana contoh uji mengalami patahan dengan bidang patahan horisontal. Nilai keteguhan tekan sejajar serat kayu Kawista relatif tinggi karena dalam pembagian kelas kuat menurut PKKI (1961), maka kayu Kawista masuk dalam kelas kuat II.

(39)

Gambar 21 Proses pengujian tekan sejajar serat dengan menggunakan UTM Instron.

3. Kekerasan (Hardness)

Kekerasan rata-rata dari kayu Kawista yang diteliti adalah 1256 kg/cm2. Hasil perhitungan nilai kekerasan kayu Kawista disajikan pada Gambar 22.

Gambar 22 Kekerasan kayu Kawista pada bagian

pangkal (P), tengah (T) dan ujung (U) batang.

Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa kekerasan kayu Kawista tidak sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung (Lampiran 4), akan tetapi hasil uji lanjut duncan menunjukkan bahwa bagian ujung dan tengah menghasilkan kekerasan yang lebih baik daripada bagian pangkal. Pada dasarnya

(40)

sifat kekerasan kayu dipengaruhi oleh kerapatannya, tetapi selain itu ditentukan pula oleh keuletan kayu, ukuran serat kayu, daya ikat antar serat kayu serta susunan serat kayunya (Mardikanto et al 2009). Kayu Kawista termasuk kayu yang relatif tinggi nilai kekerasannya.

Gambar 23 Proses pengujian kekerasan dengan menggunakan UTM Amsler.

Gambar 24 Contoh uji kekerasan.

4. Keteguhan Belah (Cleavage Resistance)

(41)

Gambar 25 Keteguhan belah kayu Kawista pada bagian pangkal (P), tengah (T) dan ujung (U) batang.

Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ketahanan belah kayu Kawista sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung (Lampiran 4). Ketahanan belah kayu Kawista relatif rendah.

Gambar 26 Contoh uji ketahanan belah.

(42)

4.3 Beberapa Jenis Kayu Perdagangan yang Memiliki Sifat dan Mekanis yang Mirip Dengan Kayu Kawista.

Berdasarkan penelusuran dalam Abdurrahim et al. (2004)teridentifikasi sembilan jenis kayu perdagangan yang sifat fisis dan mekanisnya mirip dengan Kayu Kawista (Tabel 2).

(43)

Selain sifat fisis dan mekanisnya, kayu di atas mempunyai kegunaannya yang mirip kayu Kawista. Kayu Terkuseh digunakan (kayu bangunan ringan, lantai, tangkai korek, dan perlengkapan interior), Ketapang (kayu bangunan, mebel, perkapalan, lantai), Melur (Konstruksi ringan, lantai, meubel, alat menggambar, ukiran, korek api, kayu lapis, alat olahraga dan alat musik), Perupuk (Kayu bangunan, plywood, kayu perkakas, peti, korek api, pulp, chipboard, panel), Ramin (Kayu bangunan ringan, plywood, papan, lantai, kayu perkapalan,tiang), Gmelina (bahan konstruksi ringan, mebel, kayu pertukangan, perkapalan, perahu), Tepis (Kayu bangunan, Meubel, perlengkapan interior, korek api, peti dan perangkat ringan), Tusam (Meubel, lantai, kayu bangunan, korek api, tiang listrik), serta Petai (kayu bangunan, mebel, perlengkapan interior,korek api, peti).

4.4 Potensi Penggunaan Kayu Kawista

Berdasarkan tabel kelas kuat kayu dari Martawijaya et al. (1981), kayu Kawista termasuk kelas kuat II-IV. Potensi penggunaan dari kayu kelas kuat II-IV sebagai kayu bangunan, meubel, lantai, bantalan kereta api, alat olahraga, alat gambar, patung dan ukiran, dan korek api (Dephut 2007). Dari hasil pengujian yang dilakukan dapat diketahui potensi penggunaan kayu Kawista, antara lain: 1. Bahan baku Meubel

Kayu Kawista mempunyai tekstur yang halus dan tidak berserabut sehingga mudah dalam pengerjaannya baik dalam hal pemotongan dan pembelahannya maupun dalam proses finishing. Selain itu kayu Kawista memiliki BJ yang sedang sehingga mudah untuk dipindahkan. Kawista juga mudah dipaku, dibubut, disekrup, dan diserut.

2. Kayu Bangunan

(44)

3. Ukiran

(45)

5.1 Kesimpulan

1. Sifat fisis kayu Kawista cukup baik, tercermin dari berat jenisnya yang tergolong sedang, stabilitas dimensi yang baik, kadar air titik jenuh serat yang relatif rendah. Selain itu kayu Kawista mempunyai warna yang cerah (putih kekuningan) dan tekstur yang menarik.

2. Sifat mekanis kayu Kawista cukup baik, tergolong kelas kuat II-IV dengan kekerasan, keteguhan tekan sejajar serat, keteguhan patah (MOR) yang baik. Namun demikian keteguhan lentur (MOE) dan ketahanan belah relatif rendah sehingga kurang sesuai digunakan untuk kayu bangunan yang menahan beban berat.

3. Sifat fisis dan mekanis kayu Kawista mirip dengan berbagai jenis kayu perdagangan seperti Ramin (Gonystylus bancanus), Terkuseh (Albisia minahassae), Ketapang (Terminalia Catappa), Perupuk(Lophopetalum spp), Melur (Dacrydium spp), Gmelina (Gmelina arborea), Tepis (Polyalthia glauca), Petai (Parkia speciosa) dan Tusam (Pinus merkusii). 4. Kayu Kawista berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku meubel,

ukiran, dan kayu bangunan yang menahan beban ringan sampai sedang seperti tiang, kusen, pintu, rangka jendela, dan lantai.

5.2 Saran

1. Mengingat sifat fisis dan mekanis serta potensi penggunaan kayu Kawista cukup potensial, sudah selayaknya pemerintah mengembangkan budidaya pohon tersebut di beberapa daerah yang beriklim relatif kering seperti Jawa Tengah (Rembang) dan Jawa Timur bagian selatan, Madura, Bali, Nusa Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur. Di samping untuk produksi buah pengembangan pohon Kawista diharapkan dapat mendukung penyediaan bahan baku meubel, kayu bangunan dan ukiran. 2. Masyarakat perlu mendapat penyuluhan tentang budidaya kayu Kawista

(46)

(47)

Badan Penelitian dan Pengembangan Teknologi Hasil Hutan. Bogor.

Andre. 2009. Sifat Fisis dan Mekanik Kayu.

Anonim. 1961. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Cipta Karya. Jakarta.

. 2010. Anomin. 2010. Penggunaan Kayu Hutan Meningkat.

[ASTM]. American Society For Testing and Material. 2008. Annual Books of ASTM Standars. Volume 04.10. Wood. D 143. Section Four. USA.

Departemen Kehutanan RI. 2007. Sifat-sifat Kayu dan Penggunaannya. http://materialsupply.wordpress.com/2007/08/13/sifat-sifat-kayu-dan-penggunaannya. [19 Januari 2011)

Haygreen JG, Bowyer JL. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu pengantar. Sutjipto AH; Yogyakarta: Gajdah Mada University Press. Terjemahan dari: Forest Products and Wood Science

Haygreen JG, Shmulsky R, dan Bowyer JL. 2003. Forest Products and Wood Science, An Introduction. USA: The Lowa State University Press.

Mardikanto TR, Lina K, Effendi TB. 2009. Sifat Mekanis Kayu, Ilmu Dasar Teknologi Kayu. Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

Martawijaya A, Iding K, Kosasi K, Soewanda AP. 1981. Atlas Kayu Indonesia. Bogor. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian.

Pandit IKN, Dani K. 2008. Anatomi Kayu: Struktur Kayu, Kayu Sebagai Bahan Baku dan Ciri Diagnostik Kayu Perdagangan Indonesia. Institut Pertanian Bogor.

Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood (Structure, Properties, Utilization). New York: Van Nostrand Reinhold.

Usman F. 1979. Pengaruh Kadar Air Terhadap Sifat Mekanik Lima Jenis Kayu. [Skripsi]. Bogor. Fakultas Kehutanan IPB.

Verheji EWM , Coronel RE. 1997. PROSEA Sumber Daya Hayati Asia Tenggara 2, Buah-buahan yang Dapat Dimakan. Jakarta. PT Gramedia Pustaka Utama.

(48)

(49)

(50)

36 Lampiran 1 Data Sifat Fisis Kayu Kawista

(51)

37 4. Data Kerapatan dan Berat Jenis

Bagian BA BKT KA VA VKT SV ρ BJ KA

(52)

38 Lampiran 2 Data Sifat Mekanis Kayu Kawista

1. Data MOE dan MOR

Bagian b (cm) h (cm) ΔP/ΔY (kg) Pmaks L (cm) MOE (kgf/cm2) MOR (kgf/cm2) P1 2.42 2.44 52.12 215.71 36 17292.87 808.49 P2 2.35 2.44 56.76 169.50 36 19393.34 654.19 P3 2.38 2.45 53.27 190.73 36 17752.32 720.96

Rata2 2.38 2.44 54.05 191.98 36 18134.70 728.62

T1 2.42 2.33 61.23 260.38 36 23330.75 1070.22 T2 2.49 2.45 59.60 226.03 36 18984.37 816.63 T3 2.44 2.39 62.63 236.62 36 21930.39 916.77

Rata2 2.45 2.39 61.15 241.01 36 21325.92 929.96

U1 2.42 2.44 60.65 239.30 36 20123.03 896.90 U2 2.40 2.41 96.62 226.74 36 33546.88 878.38 U3 2.36 2.37 60.91 259.25 36 22614.09 1056.12

Rata2 2.39 2.41 72.73 241.77 36 25426.71 941.79

2. Data Tekan Sejajar Serat

(53)

39 3. Data Kekerasan

Bagian Tangensial Radial Bagian Tangensial Radial Bagian Tangensial Radial P1 1200 1020 T1 1300 1280 U1 1600 1400 P2 1140 1020 T2 1420 1280 U2 1400 1260 P3 1040 1000 T3 1480 1260 U3 1340 1280

Rata2 1127 1013 Rata2 1400 1273 Rata2 1447 1313

Bagian B Pmaks CR Bagian B Pmaks CR Bagian B Pmaks CR

(54)

1. Kadar Air Titik Jenuh Serat (KA-TJS)

Dependent Variable: KATJS

Sum of

Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 2 6.97935556 3.48967778 0.60 0.5787 Error 6 34.89826667 5.81637778

Corrected Total 8 41.87762222

R-Square Coeff Var Root MSE KATJS Mean 0.166661 9.013892 2.411717 26.75556

Source DF Anova SS Mean Square F Value Pr > F bagian 2 6.97935556 3.48967778 0.60 0.5787

2. Berat Jenis

Dependent Variable: Bj

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE Bj Mean 0.027027 2.078461 0.011547 0.555556

(55)

3. Kerapatan

Dependent Variable: Kr

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE Kr Mean 0.163233 3.550357 0.044222 1.245556

4. Susut Longitudinal

Dependent Variable: L

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE L Mean 0.280592 36.75377 0.163554 0.445000

(56)

5. Susut Radial

Dependent Variable: R

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE R Mean 0.113577 23.33185 0.861723 3.693333

6. Susut Tangensial

Dependent Variable: T

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE T Mean 0.493684 5.285703 0.376342 7.120000

(57)

1. MOE

Dependent Variable: MOE

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE MOE Mean 0.411257 20.14417 4363.855 21663.12

2. MOR

Dependent Variable: MOR

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE MOR Mean 0.583979 11.86043 103.0363 868.7400

(58)

Dependent Variable: H

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE tk Mean 0.636996 15.42439 94.13951 610.3289

Source DF Anova SS Mean Square F Value Pr > F bagian 2 93308.52136 46654.26068 5.26 0.0478 Alpha 0.05

Error Degrees of Freedom 6 Error Mean Square 4911.111 Number of Means 2 3 Critical Range 140.0 145.1

Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping Mean N bagian

A 1380.00 3 U A

(59)

4. Keteguhan tekan sejajar serat

Dependent Variable: tk

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE H Mean 0.851595 5.552059 70.07932 1262.222

Source DF Anova SS Mean Square F Value Pr > F bagian 2 169088.8889 84544.4444 17.21 0.0033 Alpha 0.05

Error Degrees of Freedom 6 Error Mean Square 8862.247 Number of Means 2 3 Critical Range 188.1 194.9

Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping Mean N bagian

A 723.43 3 P A

B A 630.96 3 T B

(60)

Dependent Variable: CR

Sum of

R-Square Coeff Var Root MSE CR Mean 0.023875 21.45476 2.110195 9.835556

(61)

DIAN MUTMAINNAH

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(62)

Mechanical and Physical Property of Kawista Wood (Limonia acidissima Correa)

From West Nusa Tenggara By

Dian Mutmainah1), Dodi Nandika2)

INTRODUCTION: Since in recent many years the potential of wood supply and production from natural forest was decreased because of deforestation. According to this issue, the concern to the comunity forest developement and management was getting increase. Nowadays, in many community forest area is managed with commersial orientation to meet the wood supply. However, we must admit that the wood properties from community forest is not well-knowed in common, include the quality of wood from fruit plants like kawista. As we know during this time, the Kawista tree or Kawis is not well-known even though the taste of the fruit is tasty and its bark can be used for medicine. There are still no scientific report about the mechanical and physical property of Kawista until today, while its needs a knowledge about the wood basic properties for optimal utilization.

MATERIAL AND METHODE: A research was conducted to determine the mechanical and physical properties of kawista from Bima, West Nusa Tenggara. The small clear spesimens was based on American Society for Testing and Materials (ASTM) standard which used upper part, middle part, and bottom part. This study used a 40 years old wood. The physical property which studied is about moisture content, fiber saturation point, density, specific gravity and shrinkage (longitudinal, radial, tangensial). Meanwhile the mechanical property which studied is about static bending strength (MOE dan MOR), compression strength, hardness, and cleavage resistance.

RESULT AND CONCLUSION: The result of study showed that the physical property of kawista wood is enough good, it can be reflected by the medium specific gravity value, the lower fiber saturation point with a good dimension stability. Moreover, Kawista wood has a bright colour and interesting texture. The mechanical property of Kawista wood is good with hardness, parallel compresion strength, modulus of rupture relative good. On the contrary, the modulus of elasticity and cleavage resistance is relatively low so that it’s not appropriate for constructional using. In conclusion, Kawista wood has a potential raw material for various utility such as furniture, wood engraving, and construction wood which can hold a light load up to middle load like pole, sills, door, window frame, and flooring.

Keywords: Kawista, mechanical property, physical property

1)

Student of Forest Product Departement, Faculty of Forestry,IPB 2)

(63)

RINGKASAN

Dian Mutmainnah. E24063239. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Kawista (Limonia acidissima Correa) Asal Bima Nusa Tenggara Barat. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS.

Sejak beberapa tahun terakhir ini suplai kayu dari hutan alam terus menurun karena potensi produksi hutan alam yang makin rendah akibat deforestasi. Sejalan dengan itu, perhatian terhadap pengembangan dan pengelolaan hutan rakyat terus meningkat. Bahkan saat ini di berbagai daerah hutan rakyat telah banyak yang dikelola dengan orientasi komersial untuk memenuhi kebutuhan kayu yang terus meningkat. Namun demikian, harus diakui bahwa sifat-sifat kayu dari hutan rakyat pada umumnya belum diketahui, termasuk kualitas kayu dari tanaman buah-buahan seperti Kawista. Selama ini pohon kawista atau kawis kurang populer, walaupun rasa buahnya enak dan kulit batangnya bisa dijadikan obat untuk menyembuhkan haid yang berlebihan, gangguan hati, luka dan mual-mual. Sampai saat ini juga belum ada laporan ilmiah tentang sifat fisis dan mekanis kayu Kawista, padahal untuk pemanfaatannya secara optimal dan tepat guna diperlukan pengetahuan tentang sifat-sifat dasar kayu tersebut termasuk sifat fisis dan mekanisnya.

Suatu penelitian telah dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis kayu Kawista asal Bima, Nusa Tenggara Barat. Contoh uji bebas cacat (small clear spesimens) berdasarkan standar American Society for Testing and Materials (ASTM) dibuat dari bagian pangkal, tengah dan ujung batang kayu Kawista yang berumur kurang lebih 40 tahun, masing-masing tiga ulangan setiap pengujian. Sifat fisis yang diteliti meliputi kadar air, kadar air titik jenuh, kerapatan, berat jenis, dan penyusutan (longitudinal, radial dan tangensial). Sementara itu sifat mekanis yang diteliti meliputi keteguhan lentur statis (MOE dan MOR), keteguhan tekan, kekerasan, serta keteguhan belah.

Hasil penelitian menunjukan bahwa sifat fisis kayu Kawista cukup baik, tercermin dari berat jenisnya yang sedang, kadar air titik jenuh serat yang relatif rendah dengan stabilitas dimensi yang baik. Kayu Kawista juga mempunyai warna yang cerah (putih kekuningan) dan tekstur yang menarik. Di samping itu sifat mekanis kayu Kawista juga baik dengan kekerasan, keteguhan tekan sejajar serat dan keteguhan patah relatif baik. Namun demikian, keteguhan lentur dan ketahanan belahnya relatif rendah. Berdasarkan sifat fisis dan mekanisnya, Kayu Kawista berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku meubel, ukiran, dan kayu bangunan yang menahan beban ringan sampai sedang seperti tiang, kusen, pintu, rangka jendela, dan lantai.

(64)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sejak beberapa tahun terakhir ini suplai kayu dari hutan alam terus menurun karena volume kayu yang dapat dipanen dari hutan alam relatif rendah. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) dalam Anonim (2010) menyatakan bahwa setiap tahun 1,8 juta ha hutan di Indonesia mengalami kerusakan. Fakta juga menunjukkan bahwa degradasi hutan alam berimplikasi pada penurunan keanekaragaman ekosistem, jenis, dan genetik yang makin mengkhawatirkan (Anonim 2010). Sejalan dengan itu, perhatian terhadap pengembangan dan pengelolaan hutan tanaman termasuk hutan rakyat terus meningkat. Bahkan saat ini di berbagai daerah hutan rakyat telah banyak yang dikelola dengan orientasi komersial untuk memenuhi kebutuhan kayu yang terus meningkat. Meningkatnya pengembangan dan pengelolaan hutan tanaman tersebut diikuti oleh peningkatan pemanfaatan kayu hutan tanaman dan hutan rakyat untuk bahan baku industri perkayuan. Pemanfaatan bahan baku untuk industri perkayuan dari hutan rakyat mengalami peningkatan 10,15% dari total kebutuhan kayu industri per tahun. Namun demikian, harus diakui bahwa sifat-sifat kayu dari hutan rakyat pada umumnya belum diketahui, termasuk kualitas kayu dari tanaman buah-buahan seperti Kawista (Limonia acidissima Correa).

(65)

mekanis tersebut. Padahal untuk pemanfaatannya secara optimal dan tepat guna diperlukan pengetahuan tentang sifat-sifat dasar kayu tersebut termasuk sifat fisis dan mekanisnya.

Suatu penelitian telah dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis kayu Kawista asal Kota Bima, Provinsi Nusa Tenggara Barat, meliputi kadar air titik jenuh serat, kerapatan, berat jenis, penyusutan, keteguhan lentur statis, keteguhan tekan sejajar serat, kekerasan, dan keteguhan belah.

1.2 Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari sifat fisis dan sifat mekanis kayu Kawista yang berasal dari Kota Bima dalam rangka mendukung upaya pengembangan penggunaan kayu tersebut secara optimal.

1.3 Manfaat

(66)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pohon Kawista

Kawista atau Kawis (L. acidissima syn. Feronia limonia) adalah tumbuhan buah, termasuk dalam suku jeruk-jerukan (Rutaceae). Tumbuhan ini berasal dari India selatan dan menyebar ke Asia Tenggara, termasuk Jawa. Buah Kawista mempunyai aroma yang khas, sering juga disebut Java Cola karena rasanya yang mirip cola, bentuknya seperti melon, tapi lebih kecil dan tempurungnya keras (Verheji dan Coronel 1997). Nama dari kawista antara lain Olifantsappel (Belanda), Wood apple (Inggris), Kawista, (Jawa), Kawis, Kawista, Kinca, Bila, Kabista, Karubista (Madura), Kawi, Kinca (Bima) (Heyne 1987).

Pohon Kawista berperawakan kecil dan menggugurkan daun-daunnya setelah berbuah, tingginya dapat mencapai 16 meter, bercabang banyak dan ramping, berduri tajam dan lurus, dengan panjang sampai 4 cm. Pohon tersebut mempunyai daun majemuk menyirip berukuran panjang sampai 12 cm, bersirip ganjil dengan rakis dan tangkai yang bersayap sempit; anak daunnya berhadapan, 2-3 pasang, anak daun ujung berbentuk bundar telur sungsang, panjangnya sampai 4 cm, memiliki kelenjar minyak, dan jika daun diremas mengeluarkan sedikit aroma. Bunga jantan dan bunga sempurnanya berbilangan lima, berwarna putih, hijau atau lembayung-kemerahan, biasanya bergerombol dalam perbungaan yang kendur, terletak di ujung ranting atau di ketiak daun. Buahnya bertipe buah buni, berkulit keras, berdiameter sampai 10 cm, permukaan kulitnya bersisik, terlepas-lepas, berwarna keputih-putihan, dengan daging buah yang harum dan berisi banyak biji yang berlendir. Bijinya berukuran panjang 5-6 mm, berbulu, berkeping biji tebal dan berwarna hijau; perkecambahannya epigeal. Batang anakannya ramping, sedikit berbiku-biku (zigzag), 1-4 lembar daun pertama berbentuk daun tunggal (Verheji dan Coronel 1997).

(67)

atau November. Pohon Kawista tumbuh lambat dan tidak menghasilkan buah sebelum berumur 15 tahun atau lebih (Verheji dan Coronel 1997).

Kandungan daging buah kawista kira-kira sepertiga dari keseluruhan buah. Kandungan pektin buah segarnya 3-5%. Setiap 100 g bagian daging buah yang dapat dimakan mengandung: 74 g air, 8 g protein, 1,5 g lemak, 7,5 g karbohidrat, dan 5 g abu. Dalam 100 g bagian biji yang dapat dimakan terkandung: 4 g air, 26 g protein, 27 g lemak, 3 5 g karbohidrat, dan 5 g abu. Daging buah yang kering mengandung 15% asam sitrat dan sejumlah kecil asam-asam kalium, kalsium, dan besi. Kayu Kawista berwarna putih kekuningan, keras, agak berat, dan berserat kasar, tetapi urat kayunya rapat dan dapat dipolis sampai berkilap (Verheji dan Coronel 1997).

Buah kawista yang matang mempunyai khasiat sebagai obat, yaitu untuk menurunkan panas, pengelat dan bersifat tonikum, dan obat sakit perut. Di Indo-Cina, duri dan kulit batang kawista digunakan dalam berbagai ramuan obat tradisional untuk mengobati haid yang berlebihan, gangguan hati, gigitan dan sengatan binatang, dan untuk mengobati mual-mual. Kayu Kawista digunakan untuk bangunan rumah, tiang dan perabotan pertanian. Getah yang dikumpulkan dari kulit kayunya dilaporkan memiliki manfaat obat, dan digunakan sebagai pengganti gom arab. Tumbuhan ini mampu hidup pada iklim tropik muson atau yang sewaktu-waktu kering, dapat tumbuh sampai ketinggian 450 meter di atas permukaan laut dan toleran terhadap kekeringan (Verheji dan Coronel 1997).

Sifat fisis dan mekanis kayu sangat penting karena kedua sifat tersebut menentukan kekuatan kayu (Haygreen et al. 2003). Di antara sifat fisis kayu yang paling penting adalah berat jenis dan sifat higroskopisitasnya. Sifat higroskopisitas merupakan kondisi kayu ketika adanya hubungan dengan air, sedangkan berat jenis kayu erat hubungannya dengan massa dari zat penyusun kayu (Andre 2009). _{Selanjutnya Haygreen et al. (2003) menyatakan bahwa faktor} yang mempengaruhi sifat fisis kayu di antaranya adalah:

(68)

b. Persentase komponen utama pembentuk dinding sel dan persentase zat ekstraktif.

c. Susunan dan orientasi fibril dalam sel atau jaringan termasuk jenis, ukuran, dan proporsinya.

Beberapa sifat fisis kayu yang penting adalah: 1. Kerapatan

Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat per satuan volume. Kerapatan kayu berhubungan langsung dengan porositasnya, yaitu proporsi volume rongga kosong. Biasanya dinyatakan dalam pon per kaki kubik atau kilogram per meter kubik. Kerapatan sering dinyatakan dalam berat segar dan volume segar apabila digunakan untuk menghitung berat untuk pengangkutan atau bangunan. Kerapatan sepotong kayu dengan berat jenis 0,5 adalah 0,5 x 62,4 atau 31,2 pon/kk (berat kering tanur per unit volume pada kadar air tertentu) (Haygreen et al. 2003).

Kerapatan bervariasi pada arah vertikal maupun horizontal. Pada arah vertikal, bagian kayu yang posisinya lebih tinggi memiliki kerapatan rendah. Hal ini diakibatkan karena faktor mekanis dan faktor biologis. Pada arah horizontal, kerapatan dipengaruhi oleh umur. Kayu yang umurnya lebih muda memiliki kerapatan lebih rendah. Kerapatan mempengaruhi sifat-sifat higroskopisitas, penyusutan dan pengembangan, sifat mekanis, panas, sifat akustik, kelistrikan, dan lainnya yang berhubungan dengan pengerjaan kayu selanjutnya (pengolahan, pengeringan, dll) (Tsoumis 1991).

2. Berat Jenis

(69)

3. Kembang Susut

Shrinkage atau penyusutan adalah pengurangan dimensi kayu akibat penurunan kadar air kayu. Swelling atau pengembangan adalah penambahan dimensi kayu sebagai akibat dari penambahan kadar air kayu (Tsoumis 1991).

Kembang susut dimensi kayu tidak sama pada ketiga arahnya (radial, tangensial, dan longitudinal) dengan kata lain kayu memiliki sifat anisotropi. Faktor-faktor yang mempengaruhi kembang susut antara lain: kadar air, kerapatan, struktur (anatomi kayu), kadar ekstraktif, kandungan (komposisi) bahan kimia dan sifat mekanisnya.

Titik di mana semua air cair di dalam rongga sel telah dikeluarkan tetapi dinding sel masih jenuh disebut titik jenuh serat (TJS). Ini adalah suatu titik yang kritis, karena dibawah titik ini sifat kayu terganggu oleh perubahan-perubahan dalam kandungan air. Banyaknya air yang terdapat di dalam kayu apabila digunakan di dalam lingkungan-lingkungan yang tidak berhubungan langsung dengan air akan selalu lebih rendah daripada TJS (Haygreen et al. 2003).

Sifat mekanis kayu merupakan ukuran ketahanan kayu terhadap gaya luar yang cenderung merubah bentuk benda. Ketahanan kayu tersebut tergantung pada besarnya gaya dan cara pembebanan (tarik, tekan, geser, pukul). Kayu menunjukan perbedaan sifat mekanis dalam arah pertumbuhan yang berbeda (aksial, radial, dan tangensial) (Tsoumis 1991). Sifat mekanis kayu yang penting antara lain:

1. Modulus Elatisitas