OPTIMASI PEMANFAATAN KAYU MANGIUM (Acacia
mangium Willd) SEBAGAI KOMPONEN RUMAH
PREFABRIKASI TAHAN GEMPA
SULISTYONO
PROGRAM STUDI ILMU PENGETAHUAN KEHUTANAN
SEKOLAH PASCASARJANA
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul :
” Optimasi Pemanfaatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd) sebagai Komponen Rumah Prefabrikasi Tahan Gempa”
adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi.
Bogor, Desember 2011
Sulistyono
ABSTRACT
SULISTYONO. Optimation of Mangium Wood Utilization as Component of the Pre-fabricated Seismic Resistance House. Under the supervision of SURJONO SURJOKUSUMO, OSLY RACHMAN and NARESWORO NUGROHO.
This research aimed to determine the value of the strength characteristics and strength distribution on ASD/LRFD as well as quality classes of 8 years mangium wood; to examine the characteristics of mangium logs and the processing process, with three most optimal sawing pattern and to find out the reliability and to investigate the behavior of shearwall mangium wood panels on the seismic resistance test.
Materials used were 60 pieces of 8 years mangium logs in 22-42 cm diameter and 210 cm length come from HTI PT Inhutani II, South Kalimantan Province. Samples than tested for the physical and mechanical properties, characteristics of wood and its determination of allowable stress based on format ASTM D 2555-06, ASTM D 2915-03 in ASD/LRFD following the RSNI (2002) and ASTM D 5457-04. Processing of wood involves the log gradings; optimization sawing sawmill with three patterns (conventional, live sawing and live sawing pattern on the MOP program) and the sawing process; drying process with a standard schedule International Finance Corporation (2008) and working processes for the manufacture of wood molding. Shearwalls are tested with racking test (ISO/DIS 22452-2009) using a monotonic lateral load and analysis by SNI 1726-2002. There are four shearwall design patterns size (6.8 x 120 x 240) cm consist of straight sheathing, diagonal sheathing, diagonal windowed sheathing and shearwall with diagonal doored sheathing.
Result showed that physical properties of Mangium wood such as moisture content reach 13.01% and specific gravity is 0.58. Mechanical properties of small clear specimen consist of average MOEs reach 126,960 kg/cm2, MOR 1,000 kg/cm2. Based on Full Scale-NDT data, MOE value reach 117,298 kg/cm2
The characteristics of mangium wood from PT Inhutani II are small diameter, many defects and most of their stem is not round to nearly round, tapered and straight which will affect the quality of the wood. The output result in sawn timber form are 70.9%, 73.5%, and 74.7% respectively; in rough lumber form in follows 44.9%, 42.4%, and 45.5%; in blanking form in follows 37.9%, 35.5%, and 38.2% and in lumber shearing form in follows 27.7%, 26.4%, and 28.3% each for conventional pattern, live sawing pattern and live sawing pattern on the MOP program. The highest output at the live sawing pattern on the MOP program, which is followed by conventional pattern and live sawing pattern. On the mangium wood drying process, a modified conventional method requires 30 days until 11% MC and 33 days until 9% MC. The cost of molding production process of tongue and groove lumber for the prefabricated house include the transportation costs reach Rp 3,845,495/m
, includes in II-III classes strength based on (NI-5 PKKI; 1961). Allowable stress in the term of Fiber Stress (FS) between FS 7 - FS 22 and the average at FS 12 (SKI C-bo-010:1987). Strength reference between E8 - E17 and the E12 on average (RSNI 2002). Mangium wood is so stiff and strong enough that can be recommended as a structural building materials in structures such as pre-fabricated wooden houses shearwall. Weibull distribution was chosen as the standard distribution for the mangium wood strength.
3
.
The testing result of shearwall indicated that lumber straight sheathing type is weaker than the diagonal sheathing type, but the process is easier and more flexible. The diagonal sheathing type is stronger and more rigid as it has a triangulation truss. Type A design is appropriate for a small seismic zone (2), type B, D, E1 and E2 are suitable for a medium seismic zone (3, 4) and type C for a big seismic zone (5).
RINGKASAN
SULISTYONO.Optimasi Pemanfaatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd) sebagai Komponen Rumah Prefabrikasi Tahan Gempa. Dibawah bimbingan SURJONO SURJOKUSUMO, OSLY RACHMAN dan NARESWORO NUGROHO.
Kebutuhan pembangunan rumah di Indonesia sangat tinggi akibat pertambahan jumlah penduduk dan bencana alam. Diperlukan pembangunan rumah layak huni, mudah dan cepat pembangunannya, bahan tersedia dan mudah dibuat berupa rumah prefabrikasi. Kayu banyak digunakan sebagai material bangunan karena sifat fleksibilitasnya sebagai bahan untuk konstruksi, kekuatannya cukup tinggi, ringan, mudah didapat, mudah dikerjakan, dapat diperbaharui dan berkelanjutan (ramah lingkungan) serta tahan gempa. Kayu Mangium dari HTI merupakan alternatif bahan konstruksi yang memenuhi syarat setelah pasokan dari hutan alam menurun. Perlu modifikasi berbagai elemen struktur dengan teknologi rekayasa bahan berupa pengolahan yang optimal dan rekayasa struktur untuk pembuatan komponen konstruksi rumah kayu prefabrikasi yang bersifat knockdown, kokoh dan tahan gempa.
Penelitian ini bertujuan menentukan nilai kekuatan karakteristik, tegangan ijin, reference resistance, distribusi kelenturan dan kekuatan dalam format Allowable Stress Design/Load Resistance Factor Design (ASD/LRFD) serta kelas mutu kayu Mangium umur 8 tahun, mengetahui karakteristik dolog Mangium dan proses pengolahannya, membandingkan 3 pola penggergajian yang paling optimal berupa nilai rendemen pada 4 tingkat proses pengolahan dan mengetahui keandalan serta perilaku shearwall kayu Mangium terhadap beban lateral monotonik pada rumah prefabrikasi tahan gempa.
Dilakukan pengujian sifat dasar (sifat fisis dan mekanis), karakteristik kayu dan penentuan tegangan ijin beserta kelas mutu kayu Mangium pada ukuran contoh kecil bebas cacat (CKBC) dan skala pemakaian (Full scale/FS) dari HTI PT INHUTANI II dalam Format ASD/LRFD. Penyusunan tegangan ijin dihitung dengan standar ASTM D 2555 untuk CKBC dan ASTM D 2915 untuk Full Scale. Penyusunan tegangan ijin dari format LRFD (CKBC/FS) menjadi format LRFD (FS) dihitung dengan standar ASTM D 5457, kemudian dilakukan pengkelasan mutu berdasarkan standar RSNI 2002.
Proses pengolahan kayu meliputi 4 kegiatan yaitu pemilahan log (grading log) berupa angka bentuk dolog; optimasi penggergajian berupa penerapan 3 pola penggergajian (pola konvensional, pola satu sisi, pola satu sisi dengan Model Optimasi Penggergajian (MOP)) secara proporsional dan proses penggergajiannya; proses pengeringan berupa metode konvensional yang dimodifikasi dengan skedul standar Instruksi Pengeringan Kayu Papan Mangium (International Finance Corporation) dan proses pengerjaan kayu untuk pembuatan molding yang meliputi kegiatan persiapan lumber, rough end process dan proses molding.
Pengujian kekuatan shearwall kayu Mangium sebagai komponen struktur rumah prefabrikasi meliputi kegiatan pembuatan benda uji shearwall berupa desain, pembuatan dan perakitan komponen, pemasangan alat ukur dan benda uji serta pengujian shearwall. Pada pengujian kekuatan shearwall, ada 4 pola desain berukuran (6,8 x 120 x 240) cm, yang meliputi : shearwall utuh dengan pola papan horisontal (straight sheathing), shearwall utuh dengan pola papan diagonal (diagonal sheathing) sudut 45o
Nilai sifat fisis kayu Mangium umur 8 tahun berupa kadar air (KA) rata-rata 13,01 % dan berat jenis (BJ) rata-rata 0,58. Nilai sifat mekanis data CKBC berupa Modulus of Elastisitas statis (MOEs) rata-rata 126.960 kg/cm
, shearwall berjendela dengan pola papan diagonal dan shearwall berpintu dengan pola papan diagonal. Pengujian shearwall dengan uji racking (ISO/DIS 22452) berupa beban lateral monotonik dan perhitungan gaya gempa dengan analisis gempa static ekuivalen (SNI 1726).
2
1.000 kg/cm2 dan berdasarkan data Full Scale - Non Destructive Test (FS-NDT) nilai MOE rata-rata sebesar 117.298 kg/cm2
Karakteristik dolog kayu Mangium dari PT INHUTANI II sebagai jenis tanaman cepat tumbuh berdiameter kecil, banyak cacat dan sebagian besar batangnya tidak bundar sampai hampir bundar, taper dan lurus akan mempengaruhi kualitas kayu pada proses penggergajian. Hasil rendemen untuk Pola Konvensional, Pola Satu Sisi dan Pola Satu Sisi program MOP dalam bentuk sawn timber berturut-turut 70,9 %, 73,5 %, dan 74,7 %; bentuk bilah/rough lumber berturut-turut 44,9 %, 42,4 %, dan 45,5 % ; bentuk blangking berturut-turut 37,9 %, 35,5 %, dan 38,2 % dan bentuk lumber shearing berturut-turut 27,7 %, 26,4 %, dan 28,3 %. Rendemen aktual pada semua bentuk hasil penggergajian yang diperoleh dari pola satu sisi dengan MOP selalu lebih tinggi dibanding 2 pola penggergajian lainnya. Proporsi lumber shearing yang dibuat berdasarkan bentuk bahan bakunya, yaitu molding kayu utuh (solid wood) rata-rata diatas 70 % dan molding sambung (laminating edge to edge) rata-rata kurang dari 30 % pada semua pola penggergajian yang diterapkan. Kualitas papan laminasi lebih baik dibanding papan solid, tetapi prosesnya lebih banyak walau biaya yang dibutuhkan tidak berbeda nyata. Nilai rendemen ini masih mengikutsertakan cacat-cacat yang dianggap bukan merupakan cacat, karena produk lumber shearing ini untuk kebutuhan lokal. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai rendemen adalah ukuran dan kualitas kayu bulat, pola pengergajian dan angka bentuk terutama taper.
. Kayu Mangium ini termasuk kelas kuat II – III (PKKI). Nilai tegangan ijin berupa Tegangan Serat (TS) antara TS 7 - TS 22 dan rata-rata di TS 12 (SKI C-bo-010:1987) dan kuat acuan lentur antara E8 - E17 dan rata-rata di E12 (RSNI), sehingga Kayu Mangium ini termasuk cukup kaku dan kuat. Pendugaan distribusi dan parameternya berdasarkan ASTM D 5457, lebih akurat menggunakan sebagian ekor distribusi daripada seluruh distribusi, karena untuk aplikasi struktur bangunan hanya ekor bawah distribusi keteguhan dan ekor atas distribusi beban yang mungkin menyebabkan kerusakan. Pada pengamatan distribusi kelenturan dan kekuatan, sebagai bagian paling menentukan kekuatan desain kayu, lebih dekat ke distribusi Weibull (sebanyak 4 buah yaitu pada MOE CKBC – NDT sekunder, MOE dan MOR FS - DT sekunder dan MOE FS – NDT sekunder) daripada distribusi normal (sebanyak 2 buah yaitu pada MOE CKBC – DT primer dan MOR CKBC – DT sekunder) maupun distribusi 3-Parameter Weibull (sebanyak 2 buah yaitu pada MOR CKBC – DT primer dan MOE CKBC – DT sekunder). Distribusi Weibull dipilih sebagai distribusi standar bagi kekuatan kayu konstruksi dari kayu Mangium maupun kayu-kayu konstruksi di Indonesia (Bahtiar, 2000) dan AS yang menetapkan distribusi Weibull sebagai distribusi standar (ASTM D 5457). Nilai reference resistance data sekunder pada ukuran FS lebih rendah karena adanya cacat-cacat di dalamnya dibanding nilai reference resistance pada data primer maupun data sekunder dari data CKBC, sehingga dapat menduga keterandalan struktur dengan tepat yang akan menunjukkan kemungkinan kerusakan yang semakin kecil. Berdasarkan kelas mutu standar RSNI 2002, nilai MOE dan MOR kayu Mangium dari data primer CKBC-DT cukup kaku dan kuat, berdasarkan data sekunder CKBC-DT kurang kaku tetapi cukup kuat, berdasarkan data sekunder FS-DT cukup kaku namun kurang kuat serta berdasarkan data sekunder CKBC-NDT, data primer FS-NDT dan data sekunder FS-NDT layak untuk konstruksi karena cukup kaku. Berdasarkan kelas mutu tersebut, kayu Mangium direkomendasikan sebagai bahan bangunan pada konstruksi struktural seperti shearwall padastruktur rumah kayu prefabrikasi.
konvensional karena menghasilkan kayu gergajian datar yang memiliki stabilitas dimensi dan keausan permukaan yang relatif rendah terutama berupa cacat bentuk (mencawan) dan cacat serat terpisah (pecah terbuka, retak dan pecah tertutup).
Pada proses pengeringan kayu Mangium, metode konvensional yang dimodifikasi membutuhkan waktu 30 hari sampai KA 11 % dan 33 hari sampai KA 9 %. Metode konvensional yang dimodifikasi ini efektif untuk mengurangi waktu pengeringan tanpa menurunkan kualitas dan tidak merubah warna papan kayu Mangium. Waktu pengeringan metode konvensional yang dimodifikasi ini relatif cepat jika dibandingkan dengan metode konvensional, namun lebih lama jika dibandingkan dengan metode kiln drying, metode shed + kiln drying dan metode shed drying. Biaya proses produksi molding berupa lumber shearing tounge and groove rumah prefabrikasi berikut biaya transportasi ke pulau Jawa sebesar Rp 3.845.495,-/m3
Berdasarkan pengujian kekuatan shearwall pada kayu Mangium, lumber sheathing tipe straight sheathing lebih lemah dibanding diagonal sheathing namun pembuatannya lebih mudah. Tipe diagonal sheathing lebih kuat dan kaku karena mempunyai sifat triangulasi seperti sifat rangka batang (truss) dan lebih dapat menahan beban lateral. Komponen shearwall utuh dengan pola papan diagonal (B) dan komponen shearwall dengan pola papan diagonal utuh dan berjendela (C) mengalami kegagalan struktur karena adanya penurunan menahan beban secara drastis sebelum deformasinya mencapai 100 mm. Komponen shearwall lainnya yaitu tipe (A), (D), (E1) dan (E2) mengalami kegagalan servis kemampuan layan (serviceability failure) yang terjadi karena shearwall mempunyai sifat sangat daktail, dimana komponen belum runtuh walau deformasinya sudah mencapai 100 mm. Semua tipe shearwall berperilaku daktail parsial karena faktor daktilitasnya bernilai antara 1,01 sampai dengan 2,41. Perilaku daktil parsial sudah memenuhi 1,0 < < m, sehingga dalam perencanaan struktur rumah oleh perencana dapat memilih nilai sendiri sesuai yang dikehendaki.
.
Kerusakan pada shearwall tipe papan horisontal berupa pergeseran antar papan dan terlepasnya rangka shearwall pada titik-titik sambungan (joint). Kerusakan pada shearwall tipe papan diagonal berupa terbentuknya celah (gap) diantara susunan panel papan-papan diagonal bagian bawah dan rusaknya struktur akibat patah dan terlepasnya rangka shearwall pada titik-titik sambungan (joint). Pada shearwall tipe diagonal sheathing terjadi peningkatan nilaiMOE dan MOR yang lebih besar dibanding shearwall tipe straight sheathing karena fungsi bracing diagonal berupa stress skin component tipe diagonal sheathing membuat struktur menjadi lebih kaku.
Desain shearwall tipe straight sheathing dari kayu Mangium sesuai untuk diaplikasikan pada zona gempa kecil, sedangkan desain shearwall tipe diagonal sheathing sesuai pada zona gempa kecil, sedang dan besar. Panel shearwall papan lumber shearing dari kayu Mangium dapat dimanfaatkan sebagai elemen struktural tahan gempa pada bangunan rumah tinggal, karena dapat bekerja dengan baik berdasarkan faktor kekuatan dan daktilitas yang diperlukan untuk rumah tahan gempa.
© Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2011
Hak cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
OPTIMASI PEMANFAATAN KAYU MANGIUM (Acacia
mangium Willd) SEBAGAI KOMPONEN RUMAH
PREFABRIKASI TAHAN GEMPA
SULISTYONO
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Disertasi : Optimasi Pemanfaatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd) sebagai Komponen Rumah Prefabrikasi Tahan Gempa.
Nama : Sulistyono NIM : E.061020061
Program Studi : Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Menyetujui : Komisi Pembimbing
Ketua
Prof. Emiritus. Ir. H.M. Surjono Surjokusumo, MSF, PhD
Prof. Riset. Dr. Ir. Osly Rachman, MS
Anggota Anggota
Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS
Disahkan Oleh :
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Prof.Dr. Ir. Bambang Hero Saharjo, M.Agr. Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr.
Penguji Luar Komisi :
Ujian Tertutup : tanggal pelaksanaan 10 November 2011 1. Dr. Ir. Tjipta Purwita, MBA
Direktur Hutan Tanaman PT Musi Hutan Persada Wakil Ketua Umum PERSAKI Pusat
2. Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS
Sekretaris Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Ujian Terbuka : tanggal pelaksanaan 15 Desember 2011
1. Prof. Dr. Ir. Surdiding Ruhendi, MSc.
Staf Pengajar Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
2. Dr. Ir. Anita Firmanti, MT.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas berkat dan rahmatNya, penelitian ini dapat diselesaikan. Penelitian ini disusun sebagai tugas akhir program doktor pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana IPB dengan judul penelitian “Optimasi Pemanfaatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd) sebagai Komponen Rumah Prefabrikasi Tahan Gempa”
Terima kasih penulis haturkan kepada Bapak Prof. (Emeritus). Ir. H.M. Surjono Surjokusumo, MSF, PhD, selaku ketua komisi pembimbing, Bapak Prof. (Riset). Dr. Ir. Osly Rachman, MS. dan Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS., selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, masukan, kritik, saran dan dorongan semangat selama proses studi doktoral yang dilakukan.
Penghargaan dan terimakasih penulis sampaikan kepada Bapak Ir. Budi Santoso selaku Direktur Utama PT INHUTANI II beserta jajaranya dalam pelaksanaan penelitian terutama berupa bantuan bahan log kayu Mangium, proses penggergajian, transportasi dan akomodasi selama penelitian, Managemen PT Pradipta Ratanindo sebagai lokasi pengolahan kayu dan kepada BPPS DIKTI yang telah memberikan dukungan dan kesempatan berupa beasiswa selama proses studi ini.
Ucapan terimakasih juga disampaikan pada pimpinan Sekolah Pascasarjana IPB, Program Studi IPK dan kepada staf pada Laboratorium Keteknikan Kayu Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu Departeman Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB dan Balai Struktur dan Konstruksi Bangunan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman Cileunyi Bandung. Tak lupa disampaikan ucapan terimakasih kepada Ir. Dwi Joko Priyono, MP., Efendi Tri Bachtiar, S.Hut, MSi, Admo Wibowo, SSi., Amin Suroso, ST. dan M. Irfan.
Kepada keluarga besar (Alm.) Abdullah Siradj serta keluarga besar Ino Misno terimakasih atas dukungan dan do’a dan kasih sayangnya. Terakhir penulis sampaikan terimakasih kepada istri tercinta Dewi Nopianti, SH., serta ananda Aqshal Faiq Syawalilah dan Kaylanaya Syawalia Putri atas segala dukungan materiil dan spiritual serta pengertiannya hingga terselesaikan studi ini.
Semoga Allah SWT memberikan imbalan yang setimpal atas semua kebaikan yang telah diberikan. Semoga penelitian ini dapat dimanfaatkan dengan baik, sehingga diperoleh informasi yang bermanfaat bagi perkembangan ilmu dan teknologi konstruksi bangunan kayu, khususnya pemanfaatan kayu dari hutan tanaman dan hutan rakyat sebagai bahan komponen struktur bangunan tahan gempa yang bisa dibuat dengan sistem prefabrikasi berdasarkan modul bangunan rumah, diimplementasikan secara knock down dan diproduksi secara masal.
Bogor, Desember 2011
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pacitan pada tanggal 19 Mei 1971 sebagai anak ketiga dari tujuh bersaudara dari pasangan (Alm.) Abdullah Siradj dan Sulastri. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB, lulus pada tahun 1995. Pada tahun 1998 penulis melanjutkan studi di Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana IPB dengan beasiswa BPPS DIKTI dan lulus pada tahun 2001. Kesempatan untuk melanjutkan ke program doktor diperoleh pada tahun 2002 di Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana IPB dengan beasiswa yang sama dari BPPS DIKTI.
Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Universitas Winaya Mukti sejak tahun 1996 hingga 2002, kemudian bekerja sebagai staf pengajar di Program Studi Kehutanan, Fakultas Kehutanan Universitas Kuningan sejak tahun 2002 hingga kini. Selama mengikuti program S3 penulis berkesempatan mengikuti beberapa kegiatan yang berkaitan dengan topik penelitian, yaitu Development of Hybrid Drying Using AF Heating and Hot Air “Room Temperature
Setting Melamine Formaldehyde (MF) and Melamine Urea Formaldehyde (MUF) For
Structural Use” di Sumedang, tahun 2002, Rapat Konsensus : Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (REVISI PKKI NI-5) di Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman Bandung, tahun 2002, Seminar Masyarakat Peneliti Kayu (MAPEKI V) dan (MAPEKI XII) di Bogor tahun 2002 dan Bandung tahun 2009, The Fourth International Wood Science Symposium di Serpong, tahun
Selama mengikuti program S3 penulis telah membuat publikasi ilmiah terkait penelitian yaitu Optimasi Pemanfaatan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd) sebagai Komponen Rumah Prefabrikasi Tahan Gempa yang dipublikasikan pada Jurnal Ilmiah Wanaraksa, Volume : 9, No. 1 Januari 2011. ISSN : 0216.0730 dan Uji Racking pada Panel Komponen Shearwall dari Kayu Mangium sebagai Struktur Rumah Prefabrikasi yang dipublikasikan pada Jurnal Ilmiah Wanaraksa, Volume : 10, No. 2 Juni 2011. ISSN : 0216.0730.
i
DAFTAR SINGKATAN DAN KONVERSI……….. x
BAB I. PENDAHULUAN……….…….…… 1
A. Deskripsi Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.)……… 7
1. Risalah Kayu Mangium……...……… 7
2. Sifat Dasar Kayu...……… 8
3. Keawetan dan Keterawetan..……….….. 10
4. Pengolahan Kayu Mangium……….…… 11
B. Keteknikan Kayu Konstruksi untuk Struktur Bangunan……….…. 15
1. Desain Struktur, Tegangan Ijin dan Standar Kualitas Kayu Konstruksi... 15
2. Pemilahan Kayu dan Pendugaan Kekuatan Kayu Konstruksi.… 19 3. Produk Kayu Rekayasa (Engineered Wood Products)….……... 27
C. Rumah Kayu..………... 28
1. Persyaratan dan Keunggulan Rumah Kayu Sebagai Tempat Tinggal... 28
2. Komponen Rumah Kayu ……….…… 29
3. Komponen Dinding Geser (shearwall) ……….…..… 30
D. Rumah Prefabrikasi ...….………..… 31
1. Definisi dan Ruang Lingkup...………... 31
2. Sistem Pembangunan Rumah Prefab... 33
3. Keunggulan Rumah Kayu Prefab... 34
E. Bangunan Tahan Gempa…...………... 34
1. Prinsip Dasar Bangunan Tahan Gempa ....………... 34
2. Kaidah-kaidah Bangunan Tahan Gempa... 35
F. Desain Rumah..………... 36
1. Definisi dan Konsep Desain Rumah Modular....………….…… 36
ii BAB III. KARAKTERISTIK, TEGANGAN IJIN DAN KELAS MUTU
KAYU MANGIUM SEBAGAI BAHAN KAYU STRUKTURAL
RUMAH PREFABRIKASI………. 37
A. Tujuan Penelitian………...…...… 37
B. Waktu dan Tempat Penelitian……….…………..…… 37
C. Jenis Kegiatan Penelitian………... 37
1. Pengujian Sifat Dasar Kayu Mangium...………. 37
a. Bahan dan Alat Penelitian……….……… 37
b. Metode Penelitian……….……… 37
c. Analisis Data………....…….… 40
2. Penelitian Tegangan Ijin dan Pengkelasan Mutu Kayu Mangium sebagai Kayu Konstruksi dalam Format ASD/LRFD 41 a. Bahan dan Alat……….……… 41
b. Metode Pengolahan Data………...………... 41
c. Analisis Data……… 46
D. Hasil dan Pembahasan……….. 46
1. Pengujian Sifat Dasar untuk Menentukan Karakteristik Kayu Mangium………... 46
a. Sifat Fisis………...… 47
b. Sifat Mekanis………..………….………….…….… 48
c. Nilai Karakteristik dan Tegangan Ijin Kayu Mangium….… 52 d. Nilai Reference Resistance dengan Format ASD dan LRFD 54 e. Kelas Kuat Kayu Mangium……….….……. 55
2. Penelitian Tegangan Ijin dan Pengkelasan Mutu Kayu Mangium sebagai Kayu Konstruksi dalam Format ASD/LRFD 56 a. Distribusi Kelenturan dan Kekuatan Kayu Mangium…….. 56
b. Penyusunan dan Perbandingan Kekakuan dan Kekuatan Kayu Mangium Data Primer dan Data Sekunder dalam Format ASD dan LRFD……… 63
c. Kelas Mutu Kayu…….……….……… 69
E. Simpulan………...………...…… 71
BAB IV. PEMILAHAN DAN OPTIMASI PENGGERGAJIAN, PENGERINGAN DAN PENGERJAAN KAYU UNTUK PEMBUATAN MOLDING...………..……… 73
A. Tujuan Penelitian...……… 73
B. Waktu dan Tempat Penelitian...……… 73
C. Jenis Kegiatan Penelitian...………...…… 73
1. Pengukuran dan Pemilihan Log (Grading Log) ...……..…… 73
a. Bahan dan Alat Penelitian...……….….… 73
b. Metode Penelitian...……….….… 73
2. Optimasi Penggergajian Log Kayu Mangium...…………..… 76
iii
b. Metode Penelitian...………...… 76
3. Proses Pengeringan ………...………... 81
a. Bahan dan Alat...………... 81
b. Metode Penelitian...………..… 81
4. Proses Pengerjaan Kayu untuk Pembuatan Molding...……… 84
a. Bahan dan Alat...………..… 84
b. Metode Penelitian...………..… 85
C. Analisis Data...………... 89
D. Hasil dan Pembahasan...………...…… 89
1. Pengukuran Dimensi dan Pemilihan Log (grading log)………. 89
a. Pengukuran Dimensi dan Pembagian Log untuk 3 Variasi Pola Penggergajian...….… 89
b. Pemilihan Log (grading log) berupa Angka Bentuk Dolog 90 2. Optimasi Penggergajian Log Kayu Mangium...………. 93
a. Proses Penggergajian...……...……...…… 93
b. Pola Penggergajian………...………..… 95
3. Proses Pengeringan ………...……….... 98
a. Modifikasi Metode Konvensional (air and kiln drying)…... 98
b. Skedul dan Hasil Pengeringan...……… 100
c. Macam-macam Cacat Teknis akibat Proses Pengeringan…. 104 4. Proses Pengerjaan Kayu Mangium untuk Pembuatan Molding 112 a. Proses Pengerjaan Kayu Mangium menjadi Lumber Shearing...………. 112
b. Rendemen...………...…… 116
5. Biaya Produksi Shearwall untuk Komponen Struktur Rumah Prefabrikasi...……….. 121
E. Simpulan...………... 122
BAB V. PENGUJIAN KEKUATAN SHEARWALL KAYU MANGIUM SEBAGAI KOMPONEN STRUKTUR RUMAH PREFABRIKASI...………..……… 125
A. Tujuan Penelitian...………... 125
B. Waktu dan Tempat Penelitian……….…. 125
C. Bahan dan Alat Penelitian...……….…… 125
D. Metode Penelitian...………...… 125
1. Pembuatan Benda Uji...……….. 125
a. Desain Kayu Mangium sebagai Komponen Dinding Geser (Shearwall) ...………..… 125
b. Pembuatan Komponen Dinding Shearwall...….……….. 126
c. Perakitan Komponen Shearwall...……….…… 128
2. Pemasangan Alat Ukur...………... 129
iv
E. Analisis Data...………... 133
F. Hasil dan Pembahasan...……….. 135
1. Desain dan Perakitan Kayu Mangium sebagai Komponen Shearwall. ...………... 135
2. Pengujian Ketahanan Gempa pada Komponen Shearwall…….. 137
3. Hasil Pengujian Ketahanan Gempa pada Komponen Shearwall 139 a. Perilaku Kekakuan dan Kekuatan Shearwall...………… 139
b. Kegagalan Konstruksi...……….... 142
c. Daktilitas……….. 142
d. Deformasi/kerusakan...……….…... 143
e. Nilai Kekakuan (MOE) dan Kekuatan (MOR) Komponen Shearwall sebagai Balok Kantilever……… 145
f. Analisis Perilaku Komponen Shearwall Kayu Mangium Akibat Pengaruh Beban Gempa...………. 147
G. Simpulan...………....………... 151
BAB VI. PEMBAHASAN UMUM DAN REKOMENDASI 153 A. Pembahasan Umum...……… 153
B. Rekomendasi...………... 167
BAB VII. SIMPULAN UMUM...………...………...… 169
DAFTAR PUSTAKA ...………... 171
v DAFTAR TABEL
No. Teks Hal
1 Tegangan Ijin setiap Kelas Mutu Menurut SKI C-bo-010:1987 …... 18 2 Kuat Acuan Kayu Konstruksi untuk Tiap Kelas Mutu Menurut RSNI
(2002) ………... 19 3 Perbandingan Nilai Rata-Rata Sifat Fisis Kayu Mangiumdari Data
Primer dan Sekunder...……... 46 4 Nilai Rata-Rata Sifat Mekanis Kayu Mangium... 49 5 Perbandingan nilai karakteristik dan tegangan ijin kayu dari data primer
dan sekunder dalam bentuk CKBC / FS pada format ASD dan LRFD…… 53 6 Uji T antara MOE CKBC DT Primer dengan MOE CKBC DT sekunder 63 7 Uji T antara MOR CKBC DT Primer dengan MOR CKBC DT sekunder 63 8 Uji T antara MOE CKBC DT Primer dengan MOE CKBC NDT sekunder 64 9 Perbandingan Nilai MOR dan MOE ukuran CKBC dan FS pada data
primer dan data sekunder...………. 64 10 Model Matematik Hubungan antara Nilai MOE dan MOR untuk Kayu
Mangium………... 65 11 Skedul pengeringan untuk kayu Mangium ketebalan 25 mm...……….. 82 12 Rata-Rata Dimensi Log Kayu Mangium untuk 3 Pola Penggergajian ….. 90 13 Nilai Kebundaran Log pada Ketiga Kelompok Pola Penggergajian ... 91 14 Nilai Taper Log pada Ketiga Kelompok Pola Penggergajian …………... 91 15 Nilai Kelurusan Log pada Ketiga Kelompok Pola Penggergajian ... 92 16 Perbandingan rendemen kayu Mangium dari pola penggergajian
konvensional, pola satu sisi dan pola MOP...……….…. 97 17 Waktu pengeringan (drying time) metode konvensional (air and kiln
drying) yang dimodifikasi pada Proses Pengeringan Kayu Mangium... 100 18 Waktu pengeringan pada papan kayu Mangium dengan 5 metode
pengeringan di PT INHUTANI II...………... 101 19 Kategori dan Persentase Cacat pada Metode Penggergajian Saw Dry Rip
(SDR) pada Masing-masing Pola Penggergajian...……….……… 104 20 Volume dan Rendemen kayu Mangium pada masing-masing pola
pengergajian dan pada setiap tahapan produksi...……….. 117 21 Nama produk sebagai hasil dari setiap tahapan proses produksi
pembuatan molding dan mesin pembuatnya...……….... 119 22 Rekapitulasi Biaya Proses Produksi Lumber Shearing Rumah
vi 24 Perhitungan kekakuan dan kekuatan pada beberapa tipe komponenpanel
shearwall...………... 139
25 Perhitungan kekakuan (MOE) dan kekuatan (MOR) beberapa tipe komponenpanel shearwall...……….. 146
26 Perhitungan Beban Mati Efektif Bangunan Kayu Prefabrikasi...……... 147
27 Koefisien Gempa dari Spektrum Respon...……….... 147
28 Nilai Gaya Geser Horizontal Gempa...………... 148
vii DAFTAR GAMBAR
No. Teks Hal
1 Bagan Alur Pikir Penelitian ……….………… 5
2 Contoh uji kadar air, kerapatan, dan berat jenis ………...…... 38
3 Pengujian MOE dan MOR dengan one point loading...……….……… 40
4 Histogram hasil analisis cacat...………...……… 51
5 Empat kemungkinan distribusi kekuatan kayu Mangium umur 8 tahun berdasarkan data CKBC – DT primer...………. 57
6 Empat kemungkinan distribusi kekakuan kayu Mangium umur 8 tahun berdasarkan data CKBC – DT primer...…...………. 57
7 Empat kemungkinan distribusi kekuatan kayu Mangium berdasarkan data CKBC – DT sekunder...………...……….. 58
8 Empat kemungkinan distribusi kekakuan kayu Mangium berdasarkan data CKBC – DT sekunder...………...……….. 59
9 Empat kemungkinan distribusi kekakuan kayu Mangium berdasarkan data CKBC – NDT sekunder...……….... 60
10 Empat kemungkinan distribusi kekuatan kayu Mangium berdasarkan data FS – DT sekunder...………...……… 61
11 Empat kemungkinan distribusi kekakuan kayu Mangium berdasarkan data FS – DT sekunder...………..….. 61
12 Empat kemungkinan distribusi kekakuan kayu Mangium berdasarkan data FS – NDT sekunder...……….….. 62
13 Kegiatan pemotongan dolog dengan portabel chain saw...………….... 74
14 Bentuk-bentuk dolog (a) Kebundaran, (b) Taper dan (c) Kelurusan……...… 76
15 Pola Penggergajian Satu Sisi………... 78
16 Skema Proses Penggergajian ...……… 80
17 Skema Proses Pengeringan Kayu Mangium...……….……… 84
18 Skema Proses Pembuatan Molding...……….……. 88
19 Retak (checks) pada papan kayu gergajian Mangium...…. 106
20 Pecah tertutup (splits) pada papan kayu gergajian Mangium... 106
21 Pecah dalam (honeycomb defect) pada papan kayu gergajian Mangium... 106
22 Pecah terbuka (open split) pada papan kayu gergajian Mangium...…... 107
23 Belah (shake) pada papan kayu gergajian Mangium... 107
24 Mata kayu sehat (intergrown knots) pada papan kayu Mangium…...…… 108
25 Mata kayu busuk/lepas (encased knots) pada papan kayu Mangium...… 108
viii 27 Cacat bentuk mencawan (cupping) pada papan kayu gergajian Mangium.. 110 28 Kurvanilai rendemen pada setiap tahapan proses produksi pembuatan
molding pada masing-masing pola pengergajian...………. 119 29 Sistem Tounge and Groove untuk Dinding Shearwall………...…… 126 30 Bentuk-bentuk Desain Sambungan Papan Badan Miring Shearwall A, B,
C dan D...………...… 126 31 Penyusunan dan perakitan komponen shearwall …...……… 127 32 Shearwall utuh dengan pola papan mendatar (a), dan shearwall pola
papan diagonal yang utuh, berjendela dan berpintu (b), (c), (d) ...…….. 128 33 Setting Pengujian Panel Shearwall ...……...… 130 34 Prosedur pelaksanaan penerapan beban lateral (racking load) …...….. 131 35 Pengujian Kekuatan Mekanis Shearwall berupa Uji Racking...…... 132 36 Pelaksanaan Pengujian...………. 132 37 Komponen shearwall utuh dengan pola papan mendatar sebagai kontrol
(A) dan dengan pola papan diagonal (B) ...………. 136 38 Komponen shearwall dengan pola papan diagonal utuh dan berjendela
(C) dan papan diagonal utuh dan berpintu (D) ...………...…… 136 39 Komponen shearwall berjendela dan berpintu dengan pola papan
diagonal (E)...………... 136 40 Grafik perbandingan respon beban – deformasi komponen shearwall... 140 41 Pergeseran antar papan tangue and groove pada shearwalls tipe
horizontal (straight sheathing) akibat gaya
lateral... 144 42 Terlepasnya rangka shearwall pada titik-titik sambungan (joint) ...…… 144 43 Kerusakan struktur akibat patah dan terlepasnya rangka shearwall pada
titik-titik sambungan (joint) ...………... 144 44 Terbentuknya celah(gap) diantara susunan panel papan-papan diagonal
ix DAFTAR LAMPIRAN
No. Teks Hal
1 Dimensi Log, Angka Bentuk dan Pembagian Log secara Proporsional
pada Setiap Pola Penggergajian...……… 179 2 Volume dan Rendemen setiap Jenis Produksi pada Masing-masing Pola
Penggergajian...………... 182 3 Kategori dan Persentase Cacat Papan pada Metode Penggergajian Saw
Dry rip (SDR) pada Masing-masing Pola Penggergajian...……… 183 4 Jenis dan Jumlah Cacat pada Balok sebagai Rangka Shearwall………… 184 5 Data hasil pengukuran nilai strength ratio (SR) pada Balok sebagai
Rangka Shearwall………... 184 6 Jadwal pengeringan kayu Mangium berdasarkan IFC Advisory Services
Indonesia 2008...………... 185 7 Hasil Pengukuran Kadar Air dengan 2 Alat Moisture Meter dalam Proses
Pengeringan Kayu Mangium...……… 186 8 Hasil Penurunan Kadar Air dalam Proses Pengeringan Kayu Mangium
selama 24 Hari...………... 186 9 Rekapitulasi Biaya Proses Produksi Lumber Shearing Rumah
Prefabrikasi...………... 187
10 Sifat Fisis Kayu *)
11 Data Primer MOE dan MOR *)
12 Kelompok Data *)
13 Grafik Distribusi Kayu *)
14 Optimasi Pengolahan Kayu *)
15 Data Racking Shearwall *)
16 Foto-foto Hasil Penelitian *)
x DAFTAR SINGKATAN DAN KONVERSI
CKBC = Contoh Kecil Bebas Cacat
FS = Full Scale = Contoh Uji Skala Pemakaian
MOE = Modulus of Elasticity = Modulus elastisitas = nilai kekakuan(kg/cm
C sebagai benda standar
2
MOEs = Modulus of Elastisitystatic = modulus elastisitas statis (kg/cm )
2
MOR = Modulus of Rupture = Modulus Patah = kekuatan lentur (kg/cm )
2
F = Beban hingga batas proporsi (kg)
)
F max = Beban maksimal hingga contoh uji rusak (kg) L = Panjang bentang (cm)
LRFD = Load and Resistance Factor Design = Desain Faktor Beban dan Tahanan. R0,05 = Kekuatan karakteristik kayu, berupa nilai 5 % EL (Exclusion Limit)
= Tegangan ijin ASD dalam spesimen CKBC (kg/cm2) = Tegangan ijin ASD dalam spesimen Full Scale (kg/cm2
AF = Adjustment Factors = faktor penyesuaian, yang terdiri atas faktor keamanan dan faktor lama pembebanan normal.
)
SR = Strength Ratio = rasio kekuatan antara kayu lengkap dengan cacatnya terhadap kekuatan kayu tersebut apabila tanpa cacat (%).
xi E = Kode Mutu Kuat Acuan Kayu Konstruksi untuk Tiap Kelas Mutu menurut RSNI
(2002)
SF = Special Factors, yang tergantung dari Size Effect (SE), Duration of load, jika pembebanan > 10 tahun, Treated wood/pengawetan, jika diawetkan dan Luas penampang tumpuan/sambungan. CVw = Coeffıcient of Variation KR
Vkg = Jumlah volume tiap papan kayu hasil pembelahan (m3 Vd = Volume dolog (m
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kebutuhan pembangunan rumah di Indonesia sangat tinggi sekitar 900.000 sampai
1,2 juta unit/tahun akibat pertambahan jumlah penduduk dan bencana alam seperti
tsunami, banjir, longsor, gunung meletus dan berbagai bencana alam lainnya
(Puslitbangkim, 2006). Dalam keadaan normal diperlukan rumah dalam jumlah besar
dan sekian rumah yang sudah tua harus direhabilitasi/diganti dengan yang baru serta
berbagai kondisi bencana alam yang terjadi. Kebutuhan rumah sudah sangat mendesak,
sehingga diperlukan usaha percepatan pembangunan rumah yang layak, mudah
dikerjakan, bahannya tersedia dan harganya terjangkau oleh masyarakat.
Kondisi Indonesia sering terjadi bencana, sehingga diperlukan usaha untuk
rehabilitasi dan rekonstruksi infrastruktur termasuk perumahan bagi penduduk yang
terkena bencana. Pertimbangan kondisi yang tidak normal akibat bencana ini diperlukan
pembangunan rumah yang layak huni, tetapi mudah dan cepat pembangunannya,
terjangkau, bahan tersedia di lokasi dan mudah dibuat serta memenuhi syarat rumah
tinggal. Rumah sebagai tempat tinggal yang ideal harus memenuhi syarat : tahan cuaca,
tahan organisme perusak, tahan gempa, aman dan nyaman dihuni, estetis dan arsitektural,
sehat dan ramah lingkungan. Berdasarkan kondisi di atas, rumah prefabrikasi dari kayu
bisa menjadi pilihan karena kecepatan pembangunannya, harga terjangkau dan
bagian-bagian bangunan yang rusak bisa diganti secara parsial.
Indonesia merupakan kawasan rawan gempa sehingga menelan banyak korban
akibat kegagalan konstruksi. Salah satu penyelesaian untuk bangunan tahan gempa yang
praktis adalah menggunakan rumah prefabrikasi. Rumah prefabrikasi (disingkat prefab)
adalah rumah yang konstruksi pembangunannya cepat karena menggunakan modul hasil
fabrikasi industri (pabrik). Komponen-komponennya dibuat dan sebagian dipasang oleh
pabrik (off site). Setelah semuanya siap, kemudian diangkut ke lokasi, disusun kembali
dengan cepat, sehingga tinggal melengkapi utilitas (utility) serta pengerjaan akhir
(finishing). Beberapa manfaat lain adalah waktu konstruksi yang cepat, lingkungan
pembangunan yang bersih dan biaya yang lebih terjangkau. Rumah prefab dirancang
berdasar atas modul, maka keleluasaan pemilihan desain menjadi terbatas pada apa yang
telah tersedia, namun ini tidak mengurangi minat masyarakat untuk menggunakannya
2 Struktur bangunan berkayu memiliki stabilitas dan integritas struktur yang sangat
tinggi. Hal ini karena kayu memiliki kekuatan yang jauh lebih tinggi dibanding berat
(strength to weight ratio) daripada baja dan beton yang memiliki berat lebih tinggi
daripada kayu, sehingga bangunan kayu umumnya lebih ringan. Sambungan-sambungan
komponen bangunan kayu bersifat daktil dan tidak mudah lepas. Pada saat terjadi
kerusakan pada salah satu komponen bangunan kayu dapat diatasi, karena kayu dapat
mengambil ke posisi keseimbangan baru. Sifat-sifat demikian menyebabkan bangunan
kayu lebih tahan terhadap gempa (Karlinasari dan Nugroho 2006).
Kayu banyak digunakan sebagai pilihan utama material bangunan karena sifat
fleksibilitasnya. Kayu adalah salah satu bahan bangunan yang dapat digunakan sebagai
bahan untuk konstruksi rumah prefabrikasi, karena kekuatannya yang cukup tinggi,
ringan, mudah didapat, muda h dikerjakan dan merupakan sumberdaya alam yang dapat
diperbaharui (renewable) dan dapat diproduksi secara berkelanjutan (ramah lingkungan).
Dengan adanya degradasi hutan alam, keberadaan kayu yang memenuhi syarat
baik kuantitas, kualitas dan ukurannya sebagai bahan bangunan semakin langka, sehingga
perlu bahan pengganti alternatif berupa kayu-kayu yang dihasilkan oleh hutan tanaman
dari hutan rakyat dan hutan tanaman industri seperti kayu Mangium (Acacia mangium
Willd). Kayu Mangium merupakan sumberdaya alam terbarukan (renewable) karena
cepatnya pertumbuhan dan potensinya melimpah. Kayu Mangium mempunyai
keunggulan diantaranya adalah batangnya bulat lurus, berkulit tebal agak kasar dan
kadang beralur kecil dengan warna coklat muda. Kayu Mangium juga kuat, ulet, rata,
ringan, keras, mudah dibentuk dan dikerjakan serta mempunyai penampilan kayu mewah
(berserat halus dan berkesan raba seperti kayu jati). Pemanfaatan kayu Mangium sebagai
bahan bangunan dan furniture semakin beragam sehingga diperlukan teknologi untuk
meningkatkan kegunaannya, terutama untuk mengatasi kelemahan kayu Mangium seperti
banyak mata kayu, diameter yang terbatas dan cacat split. Hal ini dapat dikendalikan
dengan pola pengerjaan bahan kayu yang optimal dan penerapan teknologi pengolahan
kayu untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas kayu agar sesuai dengan kebutuhan
bahan baku kayu untuk perumahan.
Kayu Mangium memiliki prospek yang potensial berdasarkan sifat – sifat dasar
kayunya dimana kekuatan kayu dapat diperhitungkan sebagai kayu konstruksi struktural
melalui penerapan sistem masinal. Pada masa yang akan datang dengan perbaikan sifat
yang dilakukan, termasuk perbaikan teknik silvikultur, diharapkan terjadi peningkatan
3 Hingga saat ini kayu Mangium sebagian besar masih digunakan untuk bahan baku
pulp dan kertas, dan hanya sedikit yang mengalokasikan untuk kayu pertukangan,
sehingga terkendala pasokan bahan baku untuk pembangunan rumah prefab secara masal.
Sebagai bahan bangunan, kayu Mangium memiliki kelemahan banyak mata kayu,
diameter relatif kecil, kesilindrisannya relatif rendah dan adanya serat berpuntir meskipun
bentuk dolog tergolong cukup bundar. Untuk mengatasi kelemahan ini diperlukan
teknologi rekayasa bahan baku dengan penerapan pemilahan log, pola penggergajian,
pengeringan dan pengolahan yang tepat guna meningkatkan rendemen dan efisiensi bahan.
Kendala kayu Mangium sebagai bahan bangunan ini harus dilakukan teknologi
baru untuk memodifikasi berbagai elemen struktur dengan teknologi rekayasa bahan dan
rekayasa struktur untuk keperluan pembuatan komponen konstruksi rumah prefabrikasi
kayu yang bersifat knockdown, kokoh dan tahan gempa. Agar lebih aplikatif, diperlukan
desain dan pengujian model komponen struktur terpilih berdasarkan modul optimasi
bahan dan perhitungan kekuatan berdasarkan analisa struktur sehingga dapat diproduksi
secara masal dan berskala industri dengan sistem prefabrikasi.
B. Tujuan
1. Menentukan nilai karakteristik, tegangan ijin dan pengkelasan mutu kayu
Mangium umur 8 tahun sebagai bahan kayu struktural rumah prefabrikasi.
2. Melakukan penggergajian dengan Model Optimasi Penggergajian (MOP),
pengeringan dan pengolahan kayu Mangium, guna meningkatkan rendemen dan
kualitas kayu untuk bahan komponen struktur rumah prefab.
3. Melakukan pengujian eksperimental keandalan shearwall kayu Mangium
terhadap beban lateral monotonik dan analisis perilakunya akibat pengaruh
beban gempa pada rumah prefabrikasi.
C. Hipotesa
1. Karakteristik kayu Mangium umur 8 tahun berupa sifat dasar, tegangan ijin dan
kelas mutu kayu memenuhi syarat sebagai bahan konstruksi bangunan.
2. Kendala keterbatasan kayu Mangium sebagai bahan konstruksi bangunan dapat
diatasi dengan penerapan rekayasa pengolahan bahan dan rekayasa struktur
sehingga dapat meningkatkan rendemen dan optimalisasi bahan baku.
3. Berdasarkan uji kekuatan shearwall sebagai komponen struktur terpilih terhadap
ketahanan gempa, kayu Mangium memenuhi syarat sebagai bahan dinding pada
4 D. Manfaat
1. Memberikan informasi tentang karakteristik bahan dan komponen struktur
bangunan dari kayu Mangium
2. Teknologi rekayasa bahan dan rekayasa struktur terhadap kayu Mangium
membantu meningkatkan rendemen dan efisiensi bahan baku pada konstruksi
rumah kayu.
3. Memberikan informasi cara pembuatan produk rumah kayu masal dengan cara
prefab, terjangkau, mudah, tahan gempa dan bahan tersedia melimpah.
E. Novelty
1. Merancang komponen rumah prefab dari kayu Mangium dengan konstruksi
modular mulai dari penentuan tegangan ijin dan pengkelasan mutu untuk bahan
konstruksi, optimalisasi pengolahan bahan, serta uji komponen untuk kekokohan
konstruksi dan ketahanan gempa sehingga bisa diproduksi secara masal.
2. Mengatasi keterbatasan kayu Mangium umur 8 tahun dengan penerapan rekayasa
pengolahan bahan dan rekayasa struktur guna meningkatkan sifat dan kualitas
kayu Mangium sesuai persyaratan teknis bangunan, meningkatkan rendemen
(efisiensi) dan ramah lingkungan.
3. Optimasi pemanfaatan kayu Mangium dari HTI merupakan inovasi yang bernilai
tinggi karena akan menghemat pemanfaatan kayu hutan alam dan lebih
pro-lingkungan sebagai sumber bahan bangunan struktural yang sangat baik berupa :
pemilahan kayu berdasarkan kelas mutu kayu sehingga hemat bahan, pemilihan
pola penggergajian yang bernilai rendemen tinggi, dibuat ukuran serba papan
dalam bentuk solid dan laminasi yang sesuai dengan karakteristik log diameter
kecil dan desain struktur diagonal sheathing dengan pemanfaatan semua ukuran
panjang papan.
F. Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini antara lain : (1) Kebutuhan rumah yang
sangat mendesak; (2) Kondisi geografis Indonesia yang rawan gempa; (3) Keunggulan
kayu dibandingkan dengan bahan bangunan lain; (4) Keunggulan kayu Mangium sebagai
produk hutan tanaman; dan (5) Keterbatasan/kendala kayu Mangium yang perlu diatasi
dengan rekayasa teknologi. Kendala ini yang mengakibatkan perlunya teknologi rekayasa
bahan baku dengan penerapan pemilahan log, pola penggergajian dan pengolahan yang
5 Mangium yang akan dipergunakan sebagai bahan bangunan, muncul gagasan untuk
menerapkan teknologi baru (teknologi rekayasa bahan dan rekayasa struktur) agar kayu
Mangium dapat diproduksi secara masal dan berskala industri dengan sistem prefabrikasi.
Alur pikir penelitian disajikan sebagaimana pada Gambar 1 berikut :
Gambar 1. Bagan Alur Pikir Penelitian
I. Pengujian sifat dasar untuk menentukan karakteristik kayu dan penentuan tegangan ijin serta pengkelasan mutu kayu Mangium umur 8 tahun dalam format ASD/LRFD
II. Optimasi penggergajian dan pengolahan kayu Mangium untuk peningkatan rendemen dan efisiensi bahan berupa :
1. Pengukuran dan pemilahan log, angka bentuk
2. Optimasi penggergajian log dengan MOP
3. Proses pengeringan yang optimum
4. Proses pengerjaan kayu untuk pembuatan molding
5. Optimasi dan efisiensi pengolahan kayu berupa rendemen dan cacat akibat pengolahan
III. Pengujian model komponen struktur terpilih mulai dari desain, perakitan dan pengujian komponen struktur shearwall berupa : pengujian eksperimental keandalan shearwall terhadap beban lateral monotonik
PERMASALAHAN
Bagaimana membuat komponen struktur rumah prefabrikasi dari optimasi pemanfaatan kayu Mangium umur 8 tahun untuk memenuhi
kebutuhan rumah yang ramah lingkungan dan tahan gempa ?
Rekomendasi penggunaan kayu Mangium umur 8 tahun sebagai komponen struktur bangunan kayu prefabrikasi Rumah Sederhana
Sehat dan tahan gempa.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Deskripsi Kayu Mangium (Acacia mangium Willd) 1. Risalah Kayu Mangium
Pohon Mangium adalah tanaman asli (indigeneous species) yang tumbuh di
Australia bagian utara, Papua Nugini dan Indonesia. Penyebaran alami di Indonesia
meliputi daerah Papua, Kepulauan Maluku, Pulau Seram, Pulau Aru dan Kalimantan
Timur. Wilayah penyebarannya meliputi 1 – 18,57 oLS dan 125,22 – 146,17 o
Pohon Mangium telah terbukti tumbuh baik di luar habitat aslinya. Pohon yang
termasuk jenis intoleran ini unggul untuk reboisasi lahan kritis dan padang ilalang,
dan sangat potensial sebagai penghasil kayu. Pohon Mangium termasuk jenis cepat
tumbuh (fast growing species) di daerah tropik dan memiliki tingkat keberhasilan
yang cukup tinggi dalam setiap upaya reboisasi (Pinyopusarerk et. al., 1993).
BT
dengan ketinggian 0 – 100 m dpl dengan batas tertinggi pada ketinggian 780 m dpl
(Pinyopusarerk et. al., 1993).
Pohon Mangium merupakan jenis daun lebar (broadleaves) dan termasuk ke
dalam divisio Spermatophyta, sub divisio Angiospermae, ordo Rosales, famili
Leguminoceae dan genus Acacia. Genus yang termasuk kelas Dicotyledons ini
memiliki lebih dari 1.000 spesies pohon dan perdu yang tumbuh di Afrika, Amerika,
Asia dan Australia. Nama lain Mangium adalah pilang atau jati mangium (Jawa),
mangge hutan, tongke hutan (Seram), nak (Maluku), laj (Aru) atau jerri (Papua)
(Pinyopusarerk et. al., 1993).
Pohon Mangium dikembangkan pada tahun 1942 di Sanga-Sanga, Kalimantan
Timur oleh Jepang untuk mendapatkan bahan baku popor senjata dan pada tahun 1978
di Sumberjeriji dengan benih berasal dari Sabah. Sejak dicanangkan HTI pada tahun
1984, Mangium dipilih sebagai salah satu jenis tanaman favorit HTI untuk memenuhi
kebutuhan kayu serat (bahan baku pulp dan kertas) pada rotasi 6 - 7 tahun dan umur
rotasi 25 – 30 tahun sebagai kayu pertukangan serta untuk kayu bakar.
Pohon Mangium tidak memerlukan persyaratan tumbuh yang tinggi, bahkan
mampu tumbuh dengan baik pada lahan yang miskin hara dan tidak subur. Habitus
pohon Mangium dapat mencapai tinggi 30 m dengan diameter mencapai 90 cm serta
8 banyak cabang, berkulit tebal agak kasar dan kadang beralur kecil dengan warna
coklat muda (Andriawan, 1999).
Tegakan Mangium mampu menghasilkan riap tahunan sebesar 46 m3/ha/tahun
pada plot pemuliaan dan 32 m3
2. Sifat Dasar Kayu
/ha/tahun pada tingkat praktek di lapangan. Diameter
Mangium di HTI yang berumur 10 tahun berkisar antara 20 – 22 cm dengan tebal
kayu terasnya mencapai 14 – 16 cm (Malik et. al., 2000). Diameter pohon Mangium
tersebut sebesar 38,6 cm pada umur 13 tahun dengan Mean Annual Increment (MAI)
diameter sebesar 5,98 cm/tahun. Diameter setinggi dada akan membesar dengan cepat
sampai lebih dari 20 cm hanya dalam kurun waktu 4 tahun, kemudian menurun
setelah tahun ke lima dan pada umur 8 tahun pertumbuhannya seolah berhenti pada
diameter 30 cm (Tsai, 1993).
Kayu merupakan produk alami yang mempunyai sifat yang sangat komplek
yang terdiri dari jutaan sel dan berbagai unsur kimia. Ditinjau secara makroskopis,
kayu tersusun atas sel-sel kayu dalam struktur selular dengan komposisi dinding sel,
rongga sel dan membran yang mengandung selulose, hemiselulose, lignin dan
karbohidrat. Di dalam kayu terdapat zat penyusun seperti kayunya sendiri, zat ekstratif
dan air. Faktor-faktor ini mengakibatkan kayu bisa berubah bentuk seperti melengkung,
retak atau pecah, mudah atau sukar digergaji dan kayu menampilkan karakter-karakter
tertentu seperti adanya kayu gubal, kayu teras, lingkaran tahun dan sebagainya yang
dapat dilihat mata. Perilaku dan karakter ini dapat menentukan mutu dolog dan kayu
penggergajian (Rachman dan Malik, 2008).
Perbedaan-perbedaan yang terdapat dalam kayu menyebabkan perbedaan
sifat-sifat yang dimiliki oleh kayu tersebut. Sehingga dalam pengolahan dan penggunaan
setiap jenis kayu disesuaikan dengan sifat-sifat yang dimiliki oleh kayu tersebut.
1. Sifat Anatomis 1). Lingkaran Tumbuh
Lingkaran tumbuh atau lingkaran tahun nampak jelas pada kayu Mangium yang
tumbuh di daerah dengan perbedaan musim hujan dan musim kemaraunya nyata. Pada
musim hujan dibentuk sel-sel dengan dinding yang tipis (kayu awal) karena sebagian
hasil fotosintesa digunakan untuk pertumbuhan (tunas-tunas baru) dan sedikit untuk
9 yang tebal (kayu akhir) karena hasil fotosintesa tidak diperlukan untuk pertumbuhan.
Pita kayu yang berselang-seling ini menandai batas lingkaran tahun.
Lingkaran tumbuh kayu Mangium pada kayu normal berkolerasi dengan
kerapatan, yaitu kayu dengan pori tata lingkar, kerapatannya cenderung meningkat
dengan meningkatnya lingkaran tumbuh. Kayu Mangium termasuk jenis kayu cepat
tumbuh yang mempunyai batas lingkaran tumbuh yang jelas pada bagian terasnya
dengan lebar 1 – 2 cm (Ginoga, 1997). Hal ini disebabkan oleh pertumbuhannya yang
cepat serta adanya kayu muda (juvenile wood).
2). Tebal Kayu Gubal dan Kayu Teras
Kayu gubal (sapwood) dan kayu teras (heartwood) pada kayu Mangium
tampak jelas pada potongan atau penampang lintang dolog. Gubal terletak di
sekeliling bagian luar dolog, tepat setelah kulit kayu. Setelah gubal terdapat silinder
kayu teras yang merupakan sumber bahan kayu yang penting dan di bagian pusat
terletak empulur (pith). Gubal berwarna lebih terang dari pada teras, keawetan dan
kekuatannya lebih rendah tetapi permeabilitasnya lebih tinggi. Gubal merupakan
jaringan kayu yang masih hidup sedangkan teras adalah jaringan yang sudah mati.
Tebal kayu gubal dan kayu teras berpengaruh terhadap kekuatan kayu. Hasil
pengamatan terhadap dolog kayu Mangium menunjukkan kecenderungan bahwa
makin tinggi umur kayu maka bagian kayu terasnya makin tebal (Ginoga, 1997).
3). Warna dan Serat Kayu
Warna kayu teras dan gubal dapat dilihat dengan jelas : bagian teras berwarna
lebih gelap, sedangkan gubalnya berwarna putih dan lebih tipis. Warna kayu teras
agak kecoklatan, hampir mendekati warna kayu jati, kadang-kadang mendekati warna
jati gembol. Arah serat lurus sampai berpadu (Ginoga, et. al., 1999). Tekstur kayu
agak kasar, kesan raba agak halus dan kayu agak lunak, arah serat lurus dan agak
berpadu (Rulliaty dan Mandang, 1988).
2. Sifat Fisis dan Mekanis 1). Berat Jenis dan Kadar Air
Berat kayu meliputi berat zat kayu sendiri, berat zat ekstraktif dan berat air
yang dikandungnya. Jumlah zat kayu dan zat ekstraktif biasanya konstan, sedangkan
jumlah kandungan air berubah-ubah. Untuk mendapat keseragaman, maka dalam
10 Sifat fisis dan mekanis yang umum dijadikan dasar dalam penggunaan kayu
adalah berat jenis (BJ), kadar air (KA) dan keteguhan (MOE dan MOR). Hasil
pengujian BJ dan KA menyatakan bahwa kayu Mangium pada umur 10 tahun
mempunyai berat jenis 0,57 dan kadar air basah dan kering udara berturut-turut adalah
125 % dan 18 %. Secara statistik berat jenis kayu pada umur yang berbeda tidak
memperlihatkan perbedaan yang nyata (Ginoga, 1997).
2). Kekuatan dan Kelas Kuat
Hasil pengujian terhadap sifat mekanis menyatakan bahwa kayu Mangium di
Perum Perhutani Unit III Jawa Barat dan Banten pada umur 8 tahun dari Bogor
mempunyai nilai MOE rata-rata sebesar 97.308 kg/cm2 (Sulistyawati, 2009) dan dari
Indramayu sebesar 88.000 kg/cm2 dengan nilai MOR rata-rata sebesar 436 kg/cm2
(Firmanti et al., 2003). Hasil pengujian kayu Mangium pada umur 10 tahun
mempunyai nilai MOR, MOE dan tekan sejajar serat berturut-turut adalah 942 kg/cm2,
113.644 kg/cm2 dan 435 kg/cm2 (Ginoga, 1997). Berdasarkan sifat mekanis yang
dimilikinya, kayu Mangium dapat digunakan sebagai bahan konstruksi ringan, mebel
dan barang kerajinan. Kayu lamina Mangium memiliki MOE 105.900 kg/cm2
3. Keawetan dan Keterawetan
dan
memenuhi syarat yang ditetapkan oleh JAS (Ginoga, 1997).
Berdasarkan berat jenis, keteguhan lentur statis dan tekan sejajar serat, pada
umur 10 tahun maka kayu Mangium termasuk kelas kuat II – III (Ginoga, 1997).
Keawetan kayu adalah daya tahan suatu jenis kayu terhadap berbagai faktor
perusak kayu, terutama faktor biologis, seperti jamur, serangga (rayap dan bubuk) dan
binatang laut. Sifat keawetan ditentukan berdasarkan persentase penurunan berat kayu
akibat serangan faktor biologis. Sedangkan sifat keterawetan kayu adalah kemampuan
kayu menyerap bahan pengawet tertentu yang diawetkan dengan metode tertentu.
Sifat keterawetan ditentukan berdasarkan retensi dan daya penetrasi bahan pengawet
terhadap kayu. Retensi dinyatakan dalam kg/m3
Berdasarkan sifat-sifat tersebut, kayu Mangium memiliki kelas ketahanan IV
(rendah) terhadap serangan rayap tanah dan kelas ketahanan III (sedang) terhadap
penggerek di laut (Muslich dan Sumarni, 1993). Kayu Mangium memiliki sifat
keterawetan yang berbeda menurut asal kayunya. Dengan menggunakan bahan kayu dihitung berdasarkan
penimbangan kayu sebelum dan sesudah pengawetan. Penetrasi dinyatakan dalam
11 pengawet CCA, kayu Mangium dari hutan tanaman (asal Jawa Barat) memiliki sifat
keterawetan lebih buruk (kelas awet II-III) dibanding kayu Mangium dari hutan alam
(asal Maluku) yang memiliki kelas awet I-II (Martawijaya dan Barly, 1990).
4. Pengolahan Kayu Mangium a. Pengergajian
Produk kayu umumnya diolah sebelum dimanfaatkan. Penggergajian adalah
suatu unit usaha yang menggunakan bahan baku kayu, dengan alat utama gergaji,
mesin sebagai tenaga penggerak serta dilengkapi dengan berbagai alat atau mesin
pembantu (Widarmana, 1981). Sedangkan kayu gergajian merupakan kayu-kayu yang
dihasilkan dari proses menggergaji dan menggergaji kembali.
Penggergajian merupakan proses pertama dalam urutan industri pengolahan
kayu berupa kegiatan merubah bentuk atau konversi kayu bulat menjadi kayu
persegian untuk memenuhi tujuan tertentu (Rachman dan Malik, 2008). Sedangkan
tujuan menggergaji adalah untuk mendapatkan kayu gergajian dengan ukuran dan
kualita tertentu sesuai dengan tujuan pemakaiannya, mendapatkan produksi yang
tinggi, memperoleh rendemen yang tinggi, memanfaatkan kayu gergajian dengan
ongkos produksi yang rendah, dan memperoleh kayu gergajian dengan ukuran yang
tepat, bebas cacat atau berkualitas tinggi (Padlinurdjaji dan Ruhendi, 1981).
Bila melihat mata rantai industri pengolahan kayu, maka dalam pabrik
pengergajian terjadi proses perubahan pertama kali kayu dalam bentuk dolog menjadi
kayu gergajian (sawn timber) atau disebut kayu konversi berupa balok, papan, tiang
serta sortimen lainnya. Sehingga industri kayu gergajian disebut industri kayu primer
yang akan mendorong pertumbuhan industri kayu sekunder.
Penggergajian adalah kegiatan merubah bentuk atau konversi kayu bulat
menjadi kayu persegian untuk memenuhi tujuan tertentu dengan menggunakan pola
penggergajian tertentu. Pola penggergajian (sawing pattern atau cutting programme)
adalah rencana dan cara pembelahan dolog menjadi potongan atau lembaran kayu
gergajian beserta urutan dan penugasannya pada mesin-mesin penggergajian, dengan
cara merencanakan dan mengatur cara menggergaji agar dolog dapat dimanfaatkan
seefisien mungkin (Rachman dan Malik, 2008).
Berbagai macam pola penggergajian dapat diciptakan untuk setiap potong
12 (sawing trough-and trough atau live sawing), berguling (round sawing), taper (taper
sawing), perempatan (quarter sawing) dan penggergajian simulasi.
1). Penggergajian Satu Sisi
Pola penggergajian satu sisi adalah pola sederhana dimana dolog dikunci pada
suatu sisi lalu digergaji secara terus-menerus ke arah sisi yang berhadapan sampai
selesai. Pola ini ditandai oleh irisan gergaji yang seolah-olah membuat garis singgung
dengan lingkaran tahun yang sejajar satu sama lain bila dilihat pada penampang
lintang dolog.
Pola penggergajian satu sisi biasa digunakan untuk dolog berdiameter kecil,
kayu-kayu dari hutan tanaman dan dolog yang banyak mengandung cacat. Dengan
pola ini waktu produksi relatif cepat akan tetapi kualitas kayu gergajian yang
dihasilkan umumnya rendah. Namun, bila dolognya bermutu tinggi maka pola satu
sisi akan menghasilkan rendemen paling tinggi (Rachman dan Malik, 2008).
2). Pola Penggergajian Berguling
Pola penggergajian berguling merupakan teknik penggergajian dengan cara
mengelilingi dolog. Pola penggergajian ini didasarkan kepada teori bahwa sifat-sifat
dolog, terutama jenis-jenis kayu tropis, yaitu bagian terluar dolog terdapat lebih
sedikit cacat kayu semakin ke arah dalam (empulur) semakin banyak mengandung
cacat seperti mata kayu, busuk, retak dan hati rapuh. Jumlah dan jenis cacat itu
menyebar tidak merata pada keempat sisi dolog. Sehingga pola ini merupakan cara
untuk dapat memanfaatkan terlebih dahulu bagian dolog yang bermutu lebih tinggi.
Praktek penggergajian dengan pola berguling dilakukan dengan cara
mula-mula dolog dinilai pada keempat sisinya. Sisi yang terbaik digergaji lebih dahulu.
Selanjutnya dolog dikunci pada suatu posisi lalu sisi dolog yang pertama digergaji
seperti pada pola satu sisi. Penggergajian dihentikan ketika ditemui cacat. Pada saat
itu dolog diputar 90°. Penggergajian dilanjutkan pada sisi ke- 2 dan dihentikan lagi
setelah ditemui cacat. Demikian seterusnya pada sisi ke- 3 dan ke- 4 penggergajian
dilakukan sampai akhirnya sekeliling dolog yang dikatakan sebagai pola berguling
1-2-3-4. Modifikasi pola dilakukan dengan pola berguling 1-3-4-2 yang diterapkan bagi
dolog-dolog yang mengandung tegangan tumbuh (Rachman dan Malik, 2008).
3). Pola Pengergajian Taper
Pola penggergajian taper adalah pola yang digunakan untuk dolog- dolog taper
13 Rachman dan Malik (2008) adalah pola satu sisi sejajar kulit (one bark live sawing),
pola taper dua sisi (taper sawing two sides) dan pola empat sisi (taper sawing four
sides).
Dolog yang digergaji dengan semua pola di atas akan menghasilkan kayu
gergajian datar (flat sawn lumber).
4). Pola Penggergajian Perempatan
Pola penggergajian perempatan diciptakan untuk mendapatkan kayu gergajian
yang lebih baik, dolog digergaji dengan membentuk irisan-irisan gergaji tegak lurus
atau hampir tegak lurus terhadap lingkaran tahun atau membentuk sekitar 45° dengan
lingkaran tahun. Kayu gergajian yang dihasilkan oleh pola perempatan disebut kayu
gergajian perempatan (quarter sawn lumber). Kayu gergajian perempatan ditandai
oleh garis-garis hampir lurus yang tampil lebih indah pada permukaannya, terutama
pada jenis-jenis kayu dengan lingkaran tahun yang nyata. Keunggulannya adalah
stabilitas dimensi dan keausan permukaannya relatif tinggi karena irisan gergaji
mengerat dolog secara radial sehingga permukaan kayunya menjadi lebih padat (jarak
lingkaran tahun lebih rapat). Kekurangannya adalah rendemen dan produktifitas
penggergajian relatif rendah karena tingginya sebetan yang terbuang dan waktu
diperlukan selama produksi untuk mendapatkan irisan dengan posisi radial yang lebih
tepat (Rachman dan Malik, 2008).
5). Penggergajian Simulasi
Simulasi adalah suatu metode pemecahan masalah dengan cara menggunakan
suatu model. Dalam penggergajian, sebagai model adalah dolog dengan diameter dan
panjang tertentu yang dianggap berbentuk silindris masif dengan kedua ujungnya
terpotong tegak lurus. Komponen model lainnya adalah tebal irisan gergaji dan
ukuran kayu gergajian yang dianggap berbentuk lempengan empat persegi.
Permasalahannya adalah bagaimana mendapat lempengan (kayu gergajian) secara
maksimum dari dolog model. Dengan simulasi yang dilakukan secara berulang-ulang,
banyaknya lempengan yang diperoleh dapat dihitung secara matematik melalui
ukuran dolog, tebal irisan gergaji dan ukuran lempeng dengan bantuan komputer.
Program komputer untuk penggergajian simulasi dikeluarkan oleh Pusat
Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor
dengan nama program MOP (Model Optimasi Penggergajian). Dengan cara ini
14 Hasil simulasi memberikan informasi bahwa pada tebal kayu gergajian yang akan
diproduksi dan diameter dolog yang digergaji akan diperoleh posisi Pembelahan
Pertama Terbaik (PPT), jumlah lembar kayu gergajian dan rendemen. Hasil simulasi
disajikan dalam bentuk tabel yang digunakan untuk membantu operator di lapangan
dalam mendapatkan PPT tanpa menggunakan komputer (Ginoga et al., 1999).
Hasil kayu gergajian dari penggergajian simulasi selalu bernilai lebih tinggi
dari kenyataan yang sebenarnya, karena pola penggergajian simulasi menganut
asumsi bahwa wujud dolog adalah simetris, lurus atau silindris, lintasan gergaji
betul-betul lurus dan cacat dolog minimal.
Uji coba teknik penggergajian konvensional pada dolog kayu Mangium dengan
rata-rata diameter 22,4 cm dan panjang 257,5 cm, diperoleh rendemen penggergajian
sebesar 39,60 %. Sejak diterapkannya teknik penggergajian dengan sistem simulasi
dengan program MOP dalam penentuan posisi PPT, teknik ini mampu meningkatkan
rendemen penggergajian dolog diameter kecil rata-rata 12,4 % atau menjadi 51,24 %
(Rachman dan Balfas, 1993).
b. Pengerjaan
Karakteristik pengerjaan kayu Mangium, seperti kemudahan dipotong, diserut,
dibor dan diampelas secara umum memberikan hasil sangat baik. Pengujian yang
dilakukan Ginoga (1997), sifat permesinan kayu Mangium termasuk kelas II - I
(baik-sangat baik). Karena papan kayu Mangium umumnya berukuran sempit serta ukuran
yang relatif pendek, maka teknologi papan sambung dan balok lamina menjadi solusi
untuk mengatasi masalah tersebut (Rachman dan Balfas, 1993).
c. Pengeringan
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk memperbaiki mutu pengeringan
kayu Mangium, antara lain dengan perlakuan pengeringan alami (air drying),
perebusan, pengukusan dan pemanasan dengan microwave sebelum dikeringkan lebih
lanjut. Dengan perlakuan pengeringan alami, mutu kayu menjadi baik namun secara
ekonomis tidak menguntungkan karena memerlukan waktu sangat panjang
(Trihastoyo, 2001). Metode lain dengan memakai microwave dapat mempercepat
pengeringan dan mengurangi porsi cacat kayu (Krisdianto dan Malik, 2004), namun
sulit untuk diaplikasikan di Indonesia karena alat tersebut memerlukan daya listrik
yang tinggi. Perlakuan sebelum pengeringan dengan pengukusan (Basri dan Yuniarti,
