KARAKTERISTIK
CROSS LAMINATED TIMBER
DARI KAYU SENGON
(
Falcataria moluccana
(Miq.)
Barneby
&
J.W.
Grimes) DAN MINDI
(
Melia azedarach
L) MENGGUNAKAN PEREKAT ISOSIANAT
PRISCA CHRISTIAN PERMATASARI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Cross Laminated Timber dari Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J.W. Grimes) dan Mindi (Melia azedarach L) Menggunakan Perekat Isosianat adalah benar karya saya dengan arahan dari 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2014
ABSTRAK
PRISCA CHRISTIAN PERMATASARI. Karakteristik Cross Laminated Timber dari Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J.W. Grimes) dan Mindi (Melia azedarach L) Menggunakan Perekat Isosianat. Dibimbing oleh SUCAHYO SADIYO.
Kebutuhan kayu sebagai bahan baku struktural semakin meningkat. Seiring kemajuan teknologi rekayasa konstruksi kayu, maka dikembangkan produk dengan bahan baku yang berasal dari hutan rakyat dengan kualitas yang lebih baik. CLT (Cross Laminated Timber) merupakan salah satu produk rekayasa kayu berupa panel berlapis dengan setiap lapisan papan ditempatkan secara bersilang pada lapisan yang berdekatan untuk meningkatkan kekakuan dan stabilitas. Tujuan penelitian ini adalah menentukan pengaruh jenis kayu terhadap karakteristik sifat mekanis dan sifat fisis dinding panel CLT dari kayu mindi (Melia azedarch L) dan kayu sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J.W. Grimes). Penelitian ini dilakukan melalui pembuatan panel CLT dan kemudian dilakukan pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, kembang susut volume, delaminasi air dingin, dan delaminasi air panas) dan sifat mekanisnya (keteguhan rekat, kekakuan, dan kekuatan dinding geser). Hasil penelitian menunjukkan panel CLT-450 mindi relatif lebih kuat dibandingkan panel CLT-450 sengon. Kerapatan, kadar air, delaminasi rendaman air dingin, dan delaminasi rendaman air panas panel CLT-450 mindi lebih
tinggi dibandingkan dengan panel CLT-450 sengon. Sebaliknya susut volume panel CLT-450 mindi lebih rendah dibandingkan panel CLT-450 sengon, namun kembang volume CLT mindi lebih tinggi dibandingkan panel CLT-450 sengon. Aplikasi perekat isosianat relatif lebih tahan terhadap delaminasi pada rendaman air dingin dibandingkan rendaman air panas. Disamping pengaruh kerapatan, nilai keteguhan rekat panel CLT-450 mindi yang lebih tinggi daripada panel CLT-450 sengon juga berkonstribusi terhadap kekuatan dinding geser panel CLT-nya. Namun karena pengaruh kadar air nilai kekakuan panel CLT-450 sengon berbanding terbalik yaitu lebih tinggi dibandingkan panel CLT-450 mindi. Nilai displacement yang terbesar berada pada titik TR 1 koreksi dan pada titik TR 5 baik dari panel CLT-450 sengon dan panel CLT-450 mindi.
ABSTRACT
PRISCA CHRISTIAN PERMATASARI. Characteristic of Cross Laminated Timber made of Sengon Wood (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J.W. Grimes) and Mindi (Melia azedarach L) Using Isosianate Adhesive. Supervised by SUCAHYO SADIYO.
Wood needs as raw material construction has been increased. The advance of wood engineering technology can develop product by the raw material from the fast growing species. CLT (Cross Laminated Timber) is wood engineered product manufactured by lumber panel layer was placed perpendicular to raise a rigidity and stability. The aim of this research is to determined wood influence to characteristic of mechanical and physical properties of CLT products of fast growing species especially mindi (Melia azedarach L) and sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J.W. Grimes). This research was conducted by the manufacturing of panel CLT and testing of physical properties (density, moisture contents, swelling, hot water delamination, and cold water delamination) and mechanical properties (bonding, racking stiffness, and racking strength). The results showed CLT-450 mindi panel was relative more forceful than CLT-450 sengon panel. Physical properties testing carried out density, moisture content, soaking cold water delamination, and hot water delamination of CLT-450 mindi panel is higher than the CLT-450 sengon panel. Shrinkage CLT-450 mindi panel lower than CLT-450
sengon panel, but swelling volume (CLT mindi) higher than CLT-450 sengon panel. The applications of isocyanate relative more resistant to soaking cold water delamination than soaking hot water delamination. Beside of the influence of density, the bonding strength value of CLT-450 mindi panel higher than CLT-450 sengon panel which was contribute to racking strength test. However, the influence of water content to stiffness of CLT-450 sengon panel inverse to higher than CLT-450 mindi panels. TR 1 correction and TR 5 carried out CLT-450 sengon and mindi
panel had greatest point on water displacement.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan
pada
Departemen Hasil Hutan
KARAKTERISTIK
CROSS LAMINATED TIMBER
DARI KAYU SENGON
(
Falcataria moluccana
(Miq.)
Barneby
&
J.W.
Grimes) DAN MINDI
(
Melia azedarach
L) MENGGUNAKAN PEREKAT ISOSIANAT
PRISCA CHRISTIAN PERMATASARI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Karakteristik Cross Laminated Timber dari Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J.W. Grimes) dan Mindi (Melia azedarach L) menggunakan Perekat Isosianat
Nama : Prisca Christian Permatasari NIM : E24100060
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo, MS Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Fauzi Febriyato, MS Ketua Departemen
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan YME yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Karakteristik Cross Laminated Timber dari Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J.W. Grimes) dan Mindi (Melia azedarach L) Menggunakan Perekat Isosianat.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada kedua orang tua (R Suwondho dan Sri Purwanti) dan Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo, MS, selaku dosen pembimbing. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Yessica Lukitasari, Yosua Gavin Putra, dan seluruh keluarga atas doa serta dukungan. Terima kasih kepada sabahat-sabahat THH 47, terutama Windi Ayu, Marsel Gerensa, Dita Amalia, Masturoh Surachman, Rifki Faisal, Agnes Samuel, M Setiawan Pangale, Mutmainnah, Agung Kriswiyanto, Dwi R Endriadilla, Armita Prilia atas doa, semangat, dan dukungannya.
Sekian skripsi ini disusun. Semoga bermanfaat.
Bogor, Desember 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR GAMBAR xii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
Manfaat Penelitian 1
METODE 1
Waktu dan Tempat 1
Bahan 2
Alat 2
Prosedur Analisis Data 2
HASIL DAN PEMBAHASAN 7
Sifat Fisis 7
Kerapatan 7
Kadar air 8
Susut volume 9
Kembang volume 10
Delaminasi air dingin 11
Delaminasi air panas 12
Sifat Mekanis 13
Keteguhan rekat 13
Uji Dinding Geser 14
SIMPULAN DAN SARAN 17
Simpulan 17
Saran 17
DAFTAR PUSTAKA 17
LAMPIRAN 20
DAFTAR TABEL
1 Nilai racking strength, racking stiffness dan displacement 14 maksimumpanel CLT sengon dan CLT mindi.
DAFTAR GAMBAR
1 Panel CLT dengan arah serat pada lapisan lamina (a) ganjil (sejajar) dengan 3 (b) genap (sudut 450) terhadap panjang panel.
2 Pola pemotongan contoh uji sifat fisis dan sifat mekanis 4 3 Tahapan pengujian dinding geser CLT (sumber ISO/DIS 22452) 6 4 Nilai kerapatan panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi 8 5 Kadar air panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi 9 6 Susut volume panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi 9
7 Kembang volume panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi 11 8 Delaminasi air dingin panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi 11 9 Delaminasi air panas panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi 12 10 Keteguhan rekat panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi 13
11 Posisi pemasangan tranduser pada panel 15
12 Hubungan beban dengan displacement stiffness panel CLT-450 sengon 15 13 Hubungan beban dengan displacement stiffness panel CLT-450 mindi 16
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ketersediaan kayu berkualitas tinggi dan berdiameter besar di hutan alam saat ini semakin berkurang akibat eksploitasi hutan yang berlebihan dan konversi lahan secara besar-besaran. Menurut Asun (2011) dalam kurun waktu 60 tahun terakhir, tutupan hutan di Indonesia berkurang dari 162 juta ha menjadi 88.17 juta ha pada tahun 2009, setara dengan sekitar 46.3% dari luas total daratan Indonesia. Disisi lain, kebutuhan akan kayu sebagai bahan baku struktural semakin meningkat. Hal ini menyebabkan konsumen harus beralih ke kayu yang berasal dari hutan rakyat agar kebutuhan kayu terpenuhi, akan tetapi kayu yang berasal dari hutan rakyat memiliki diameter kecil dan kualitas rendah. Seiring perkembangan teknologi rekayasa konstruksi kayu, maka dikembangkan produk dengan bahan baku yang berasal dari hutan rakyat dengan kualitas yang lebih baik.
CLT (Cross Laminated Timber) merupakan salah satu produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lain dan kemudian direkatkan (Associates 2010). CLT dibentuk dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun satu sama lain secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik pada seluruh bagian permukaan atau dapat dengan dipaku (Perkins dan McCloskey 2010). Menurut Michael (2008), produk CLT merupakan produk yang kuat, tahan gempa, dan tahan terhadap kebakaran yang dapat digunakan sebagai pengganti beton pada bangunan tingkat menengah. Penelian ini bertujuan untuk menentukan pengaruh jenis kayu terhadap karakteristik sifat fisis dan sifat mekanis dinding panel CLT dari kayu rakyat, khususnya kayu sengon dan mindi.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan pengaruh jenis kayu terhadap karakteristik sifat mekanis (racking strength dan racking stiffness) dan sifat fisis dinding panel Cross Laminated Timber (CLT) dari kayu sengon dan mindi.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan jenis kayu rakyat seperti kayu sengon dan mindi untuk digunakan sebagai bahan struktural dalam pembuatan produk panel Cross Laminated Timber (CLT). Produk ini terutama dapat digunakan untuk mendukung pengadaan bahan baku secara nasional sebagai komponen komposit untuk lantai, dinding, dan atap bangunan.
.
METODE
Waktu dan Tempat
2
sifat fisis dilakukan di laboratorium fisik yang terdapat pada bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, serta Biokomposit, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Pengujian sifat mekanis dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian Pekerjaan Umum, Bandung.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian adalah kayu sengon dan mindi dalam bentuk papan atau lamina serta perekat isosianat. Perekat yang digunakan merupakan jenis perekat campuran dengan merk dagang Polymare Isosyanate (PI) Bond. Perekat ini diproduksi oleh PolyOshika Co Ltd di Jepang dan didistribusikan oleh PT Polychemi Asia Pasifik Indonesia, serta termasuk ke dalam jenis perekat water based polymer isosyanate (WBPI) tipe PI BOND 120 dan hardener H3. Pada proses perekatan perbandingan base dan resin yang dipakai adalah 100:15.
Alat
Peralatan yang digunakan Universal Testing Machine (UTM) merk Instron series IX version 8.27.00 dengan kapasitas 5 ton dan UTM Jack. Mesin UTM digunakan untuk pengujian sifat mekanis (geser rekat) dan UTM Jack digunakan untuk pengujian dinding geser. Selain itu, peralatan yang digunakan untuk pengujian sifat fisis seperti kerapatan, kadar air, berat jenis dan kembang susut volume, meliputi kaliper, timbangan digital, oven, dan desikator. Peralatan yang digunakan untuk pengujian delaminasi yaitu water bath, wadah plastik (baskom), dan penggaris. Peralatan mendukung penelitian yang juga digunakan, seperti alat-alat pengukur kadar air (moisture meter), pengeringan (kiln drying), penyerutan (double planner), dan pemotongan sudut lamina (circular saw). Pembuatan papan laminasi silang dilakukan dengan pengaplikasian perekat menggunakan potongan sandal jepit, plastik kiloan, drum 5 liter, dan kempa dingin.
Prosedur Analisis Data
Pembuatan dan Pengeringan Papan Lamina
Balok digergaji dan diserut menjadi lembaran papan lamina dengan ketebalan yang disesuaikan dengan penggunaan, yaitu tebal lamina 3 cm, lebar 15 cm, dan panjang 200 cm. Papan panel dikeringkan dalam kiln drying selama 1 minggu atau sampai mencapai kadar air sekitar 12-15%.
Pemilahan Lamina
3
Penyusunan Lamina
Papan laminasi silang terdiri dari 5 lapisan lamina dimana arah serat pada lapisan lamina ganjil (1, 3, dan 5) adalah sejajar serat dan arah serat lapisan lamina genap (2 dan 4) membentuk sudut 450 terhadap panjang panel CLT. Panel CLT
dengan sudut 450 tersebut dibuat untuk kedua jenis kayu yang diteliti. .
(a) (b)
Gambar 1 Panel CLT dengan arah serat pada lapisan lamina (a) ganjil (sejajar) dengan (b) genap (sudut 450) terhadap panjang panel.
Perekatan Lamina dan Pengempaan Lamina
Metode penyambungan papan lamina dilakukan dengan menggunakan perekat isosianat yang dilaburkan pada kedua permukaan (double spread) dengan berat labur 280 g/m2. Perekat dilaburkan dengan menggunakan potongan sandal
karet sesuai kebutuhan perekat setiap papan lamina. Proses pengempaan dilakukan dengan menggunakan mesin kempa dingin (cold press) berkisar 10 kg/cm2 selama ± 3 jam.
Pembuatan Contoh Uji
4
Gambar 2 Pola pemotongan contoh uji sifat fisis dan sifat mekanis Keterangan gambar
a1-4 : contoh uji sifat fisis untuk pengujian kadar air, kerapatan, dan kembang susut dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 15 cm
bx1-4 : contoh uji sifat fisis untuk pengujian delaminasi air panas berukuran 10 cm x 10 cm x 15 cm
by1-4 : contoh uji sifat fisis untuk pengujian delaminasi air dingin berukuran 10 cm x 10 cm x 15 cm
c1-4 : contoh uji sifat mekanis untuk pengujian keteguhan rekat berukuran 5 cm x 5 cm x 15 cm
d : contoh uji sifat mekanis untuk pengujian dinding geser panel berukuran 15 cm x 90 cm x 150 cm
Prosedur Pengujian
Pengujian sifat fisis, meliputi kerapatan, kadar air, dan kembang susut volume panel CLT mengacu pada standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Speciment of Timber yang telah dimodifikasi. Pengujian sifat mekanis, meliputi uji keteguhan rekat mengacu pada JAS (2007), dan uji dinding geser berdasarkan Standar Internasional ISO/DIS 22452 tentang Timber Structures – Structural Insulated Internasional Wall – Test Methods.
Sifat Fisis
Kerapatan
Kerapatan merupakan nilai dari massa contoh uji dibagi dengan volume contoh uji sebelum di oven, yaitu pada kondisi kering udara (VKU). Volume contoh
5 kering udara (BKU), kemudian dioven pada suhu 103±2 0C selama 24 jam sampai
mencapai berat konstan. Pengovenan dilakukan untuk mendapatkan berat konstan atau berat kering tanur (BKT). Setelah itu ditimbang beratnya menggunakan
timbangan digital. Kadar air dihitung dengan rumus: Kadar air % =����− ��
� ×
Pengembangan Volume
Contoh uji berukuran (5x5x15) cm3 diukur dimensi awal (VKU) pada kondisi
kering udara, lalu direndam selama 1 minggu. Pengukuran dimensi meliputi panjang, lebar dan tebal contoh uji. Setelah direndam contoh uji diukur kembali dimensinya dengan menggunakan kaliper (VBA). Pengembangan volume dihitung
dengan rumus:
Pengembangan volume % = V − VV K
K ×
Penyusutan Volume
Contoh uji pada kondisi kering udara diukur dimensinya terlebih dahulu (VKU), kemudian dioven hingga berat konstan (±24 jam) kemudian diukur
dimensinya menggunakan kaliper (VKT). Pengukuran dimensi meliputi panjang,
lebar dan tebal contoh uji. Penyusutan volume dihitung dengan rumus: Penyusutan volume % = VK V− VK
K ×
Delaminasi
Contoh uji delaminasi berukuran (10x10x15) cm3 dilakukan dengan dua cara yaitu perendaman air dingin dan air panas. Perendaman air dingin dilakukan dengan merendam contoh uji dalam air pada suhu ruangan selama 6 jam. Selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 40±3 0C selama 18 jam. Perendaman air panas dilakukan dengan merebus contoh uji dalam air mendidih (100 0C) selama 4 jam kemudian dilakukan perendaman dalam air pada suhu ruangan selama 1 jam. Setelah itu contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu 70±3 0C selama 18 jam.
6
sehingga pengukuran delaminasi dilakukan pada setiap garis rekat panel CLT. Pada setiap garis rekat dilakukan pengukuran panjang garis rekat yang terbuka (mengalami kerusakan) dibagi dengan panjang garis rekat pada setiap sisi panel CLT, setelah mendapatkan nilai rasio delaminasi pada empat sisi kemudian dihitung rataannya menjadi nilai delaminasi lapis pertama. Selanjutnya dilakukan pengukuran yang sama untuk lapisan kedua, ketiga, dan keempat. Rasio delaminasi dapat dihitung dengan rumus:
Rasio Delaminasi % =Panjang garis rekat yang terbukaPanjang garis rekat yang direkat ×
Sifat Mekanis
Keteguhan Rekat
Keteguhan rekat merupakan perbandingan antara beban maksimum (kg) dibandingkan dengan luas bidang rekat (cm2). Nilai keteguhan rekat dapat dihitung dengan rumus :
Keteguhan rekat kg/cm =Luas permukaan yang direkatBeban maksimun
Uji Dinding Geser
Contoh uji berukuran (150x90x15) cm3 diletakkan pada alat uji kemudian panel CLT diberi perlakuan pembebanan secara bertahap. Pada tahap pertama diberi beban 0,1 Fmax,est selama 120 detik (stabilizing load), kemudian didiamkan
selama 600 detik. Tahap kedua contoh uji diberi beban 0,4 Fmax.est selama 300 detik
(stiffness load cycle), kemudian didiamkan selama 600 detik. Pada tahap ketiga dilakukan pemberian beban 0,4 Fmax,est selama 300 detik (strength test), namun pada
tahap ketiga pembebanan diteruskan hingga rusak.
7
Setelah dilakukan pengujian, kemudian nilai pengujian racking diolah untuk menghitung parameter racking test menggunakan rumus:
1. Kekakuan racking (racking stiffness) panel CLT
Keterangan :
2. Kekuatan racking (racking strength), diperoleh dari nilai maksimum beban racking (Fmax) yang diperoleh dari pengujian.
3. Rekaman displacement dan kerusakan komponen pada panel dinding geser (shearwall).
Prosedur Analisis Data
Proses pengolahan data dilakukan dengan menggunakan Microsoft Excel 2010 dan metode analisis deskriptif kuantitatif. Banyaknya pengulangan adalah empat kali ulangan untuk pengujian sifat fisis dan enam kali ulangan untuk laminasinya (900) menghasilkan nilai kerapatan yang relatif tidak berbeda jauh yaitu 0.32 g/cm3 (CLT-900 sengon) dan 0.47 g/cm3 (CLT-900 mindi). Gambar 4 menunjukkan nilai rataan kerapatan panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi.
8 kerapatan CLT sengon pada tingkat kadar air yang sama.
Gambar 4 Nilai kerapatan panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi Kerapatan panel CLT yang diuji dibandingkan dengan kerapatan kayu utuh memenuhi standar. Menurut Siregar (2008), kayu sengon termasuk dalam kelas kuat IV-V (0.24-0.49 g/cm3). Nilai kerapatan panel CLT-450 sengon menunjukkan dalam kisaran standar tersebut. Departemen Kehutanan (2000) menyatakan bahwa kayu mindi termasuk dalam kelas kuat II – III (0.42– 0.65 g/cm3). Nilai kerapatan
panel mindi 450 menunjukkan dalam kisaran standar tersebut.
Gambar 4 menyatakan bahwa panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi memiliki nilai kerapatan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan Mutmainnah (2014). Perbedaan yang terjadi antara panel CLT-450 dan CLT-900 sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Menurut Apriliana (2012), kerapatan panel tidak dipengaruhi oleh kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina.
Kadar air
Kadar air merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan panel CLT. Nilai rataan kadar air panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi masing-masing adalah 15.95% dan 17.12%. Penelitian yang dilakukan Muthmainnah (2014) memiliki nilai kadar air panel CLT-900 sengon dan CLT-900 mindi masing-masing adalah 13.00% dan 14.02%. Gambar 5 menunjukkan kadar air panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi.
9
Haygreen et al. (1993) menyatakan bahwa perbedaan kadar air dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya jenis kayu, tempat tumbuh, dan umur pohon. Berdasarkan Muthmainnah (2014) dapat diketahui bahwa nilai kadar air panel CLT-900 memiliki nilai yang lebih rendah jika dibandingkan dengan panel
CLT-450, dilihat dari masing-masing jenis panel baik panel CLT mindi maupun panel CLT sengon. Namun, nilai rataan kadar air panel CLT-450 dan CLT-900 tidak menunjukkan perbedaan yang sangat berarti sehingga dapat menunjukkan bahwa orientasi sudut tidak mempengaruhi kekuatan kedua panel CLT. Menurut Apriliana (2012), kadar air panel tidak dipengaruhi oleh kombinasi tebal, dan orientasi sudut lamina.
Susut volume
Susut volume panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi masing-masing
adalah 4.19% dan 3.74%. Hasil penelitian Muthmainnah (2014) memiliki nilai susut volume panel CLT-900 sengon dan CLT-900 mindi masing-masing besarnya 3.30% dan 4.02%. Susut volume panel CLT sengon dan panel CLT mindi dapat dilihat pada Gambar 6.
10
Haygreen et al. (1986) mengemukakan bahwa variasi dalam penyusutan disebabkan beberapa faktor, salah satu diantaranya adalah kerapatan kayu. Semakin tinggi kerapatan kayu maka semakin besar kecenderungannya untuk menyusut. Gambar 6 menunjukkan bahwa nilai rataan susut volume panel CLT sengon lebih tinggi dibandingkan susut volume panel CLT mindi. Nilai rataan susut panel CLT menunjukkan adanya perbedaan dibandingkan dengan literatur yang didapat, hal ini disebabkan kerena adanya zat ekstraktif yang terkandung dalam kayu mindi. Menurut Haygreen et al. (2003), penyusutan kayu dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti sifat fisis (kadar air, kerapatan, struktur anatomi) dan sifat kimia (zat ekstraktif). Sementara itu, Tsoumis (1991) menyatakan bahwa lignin yang berupa polimer kompleks dari fenilpropana lebih bersifat hidrofobik sehingga lebih berperan terhadap stabilitas dimensi kayu. Menurut penelitian yang dilakukan Maemunah (2014) dan Marsoem (2013) zat ekstaktif kayu mindi dan kayu sengon masing-masing sebesar 11.01% dan 2.67%, sedangkan menurut Martawijaya (2005), kadar lignin kayu sengon sebesar 26.8% sedangkan kayu mindi sebesar 30.11%. Kayu mindi memiliki zat ekstraktif dan lignin yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan kayu sengon, sehingga CLT-450 mindi lebih stabil dibandingkan CLT-450 sengon. Skaar (1972) menyatakan bahwa kandungan zat
ekstraktif yang tinggi menyebabkan sifat higroskopis pada beberapa jenis kayu berkurang, sehingga dapat menjadi salah satu faktor yang menyebabkan peningkatan stabilitas dimensi kayu.
Anggraini (2012) menyatakan bahwa panel CLT yang memiliki orientasi sudut 450 akan mengalami penyusutan yang lebih besar daripada panel CLT yang memiliki orientasi sudut 900, dan panel CLT yang memiliki orientasi sudut 900 cenderung mengalami penyusutan yang lebih stabil. Namun pada CLT-450 mindi
memiliki nilai yang lebih rendah daripada CLT-900 mindi. Kembang volume
Kembang volume panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi masing-masing adalah 6.60% dan 7.04%, sedangkan hasil penelitian Muthmainnah (2014) menunjukkan nilai kembang volume panel CLT-900 sengon dan CLT-900 mindi masing-masing adalah 2.35% dan 5.22%. Kembang volume panel CLT sengon dan panel CLT mindi dapat dilihat pada Gambar 7.
11 Kembang volume CLT-450 lebih tinggi dari pada kembang volume CLT-900 pada kedua jenis kayu. Hal ini dapat terjadi karena kembang susut lebih stabil pada orientasi sudut 900. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa orientasi sudut berpengaruh terhadap kembang volume dan dimensi panel. Menurut Riztian (2013), semakin besar orientasi sudut pada bagian CLT maka akan menurunkan nilai pengembangan volume. Berdasarkan penelitian yang dilakukan baik panel CLT sengon maupun CLT mindi menunjukkan bahwa pengembangan yang terjadi relatif stabil. Pengembangan volume yang relatif stabil tersebut berpengaruh terhadap stabilitas dimensi. Semakin kecil nilai pengembangan volume maka stabilitas dimensi yang dimiliki panel semakin tinggi atau stabil.
Delaminasi air dingin
Pengujian delaminasi air dingin panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi masing-masing adalah 3.36% dan 8.09%, sedangkan hasil penelitian Muthmainah (2014) menunjukkan nilai delaminasi air dingin panel CLT-900 sengon dan 900 mindi masing-masing adalah 3.87% dan 7.65%. Nilai delaminasi air dingin panel CLT sengon dan CLT mindi dapat dilihat pada Gambar 8.
12
Vick (1999) menyatakan bahwa pengujian delaminasi dilakukan untuk melihat faktor ketahanan perekat terhadap adanya tekanan pengembangan dan penyusutan akibat adanya kelembaban dan panas yang tinggi. Berdasarkan JAS 234:2003 (Japanese Agricultural Standard), nilai perendaman air dingin maksimal sebesar 5%. Gambar 8 menunjukkan bahwa nilai delaminasi air dingin pada panel CLT sengon telah memenuhi standar, namun pada panel CLT mindi nilai perendaman air dingin belum memenuhi standar. Hal ini diduga karena kurangnya waktu dan tekanan saat pengempaan panel CLT. Nilai delaminasi panel CLT-450
lebih besar daripada CLT-900. Delaminasi air panas
Delaminasi air panas pada panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi masing-masing adalah 18.61% dan 27.74%, sedangkan hasil penelitian Mutmainnah (2014) memiliki nilai delaminasi air panas panel CLT-900 sengon dan CLT-900 mindi
masing-masing adalah 5.53% dan 21.40%. Nilai delaminasi air panas panel CLT sengon dan panel CLT mindi secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9 Delaminasi air panas panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi Menurut standar JAS 234:2003, nilai delaminasi perendaman air panas maksimal sebesar 5%. Gambar 9 menunjukkan bahwa panel CLT sengon dan CLT mindi tidak memenuhi standar. Hal ini menyebabkan perekat isosianat tidak dapat bertahan pada rendaman air panas atau mendidih, sehingga dapat dikatakan perekat isosianat merupakan jenis perekat yang kurang cocok diaplikasikan pada struktur bangunan eksterior yang memiliki kondisi ekstrim. Ekawati (1998) menyatakan bahwa nilai delaminasi dipengaruhi oleh bidang geser, jenis perekat, dan interaksi keduanya. Ikatan perekat merupakan faktor penentu baik tidaknya konstruksi lapisan pembentuk laminasi silang. Nilai delaminasi air panas pada panel CLT-450
13
Keteguhan rekat panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi masing-masing adalah 35.95 kg/cm2 dan 46.52 kg/cm2. Nilai keteguhan rekat panel CLT sengon
dan CLT mindi dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 Keteguhan rekat panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi Pengujian keteguhan rekat dilakukan untuk mengetahui kinerja perekat pada papan laminasi silang. Berdasarkan standar JAS 234:2003, nilai keteguhan rekat kayu lamina berkisar 54-98 kg/cm2. Nilai keteguhan rekat panel CLT-450 sengon dan CLT-450 mindi memiliki nilai keteguhan rekat yang kurang baik, hal ini terjadi karena nilai keteguhan rekat tidak memenuhi standar. Namun, nilai keteguhan rekat panel CLT-450 mindi pada lapisan tertentu dari beberapa ulangan memiliki nilai yang memenuhi standar JAS, yaitu 69.08 kg/cm2, 81.18 kg/cm2, 59.36kg/cm2.
Berdasarkan Gambar 10 diketahui bahwa keteguhan rekat panel CLT mindi lebih tinggi dibandingkan dengan panel CLT sengon. Hal ini dipengaruhi oleh faktor kerapatan dan kadar air panel CLT. Kerapatan dan kadar air CLT mindi lebih tinggi dibandingkan dengan CLT sengon, sehingga faktor tersebut berpengaruh terhadap kekuatan geser rekat. Mardikanto et al. (2011) menyatakan bahwa nilai kerapatan yang tinggi disebabkan karena adanya perbedaan ketebalan dinding sel dan lumennya, sehingga dapat mempengaruhi kekuatan kayu, semakin besar kerapatan, maka semakin kuat kayu tersebut dan perubahan kadar air akan menyebabkan dinding sel mengalami pengerasan, sehingga semakin kering kayu tersebut apabila berada di bawah titik jenuh serat, maka kekuatan kayu akan semakin kuat.
14
Uji Dinding Geser
Uji racking pada panel dinding geser dilakukan untuk mengetahui kekuatan dan kekakuan pada dinding geser. Kekakuan (stiffness) dimaksudkan bahwa dinding geser harus memberikan kekakuan lateral yang diperlukan untuk melawan gempa horizontal. Kekuatan (strength) dimaksudkan bahwa dinding geser juga memberikan kekuatan lateral untuk mencegah atap atau lantai dari sisi goyangan yang berlebihan (Herman 2011). Tabel 1 menunjukkan nilai racking strength, racking stiffness dan displacement maksimum panel CLT sengon dan panel CLT mindi.
Tabel 1 Nilai racking strength, racking stiffness dan displacement maksimum panel CLT sengon dan CLT mindi.
Kayu Uji Uji Racking
Tabel 1 menunjukkan nilai kekuatan (strength) CLT-450 mindi lebih tinggi daripada CLT-450 sengon. Hal ini terjadi karena nilai kerapatan dan berat jenis CLT-450 mindi lebih tinggi dibandingkan dengan CLT-450 sengon. Nilai kekakuan (stiffness) CLT-450 mindi lebih rendah dibandingkan dengan CLT-450 sengon, hal ini terjadi karena kadar air CLT-450 mindi memiliki nilai yang lebih tinggi daripada CLT-450 sengon. Kandungan kadar air dalam kayu yang lebih banyak akan
cenderung lebih kaku atau lebih sulit untuk mengalami kerusakan. Dumanauw (1982) menyatakan bahwa kekakuan merupakan suatu ukuran yang mampu menahan perubahan bentuk dan lengkungan. Besarnya nilai kekakuan menunjukkan bahwa besarnya pembebanan yang diberikan untuk menggeser panel dinding geser sejauh satu millimeter. Kekakuan berhubungan dengan ketahanan karena sama-sama menerima gaya dari luar.
Nilai kekakuan dan kekuatan panel CLT-450 lebih rendah jika dibandingkan dengan penelitian Muthmainnah (2014), yang menyatakan bahwa nilai kekuatan CLT-900 sengon sebesar 129 360 N dan 117 600 N untuk CLT-900 mindi, sedangkan nilai kekakuan untuk panel CLT-900 sengon yaitu 7 388 N/mm dan
CLT-900 mindi yaitu 12 521 N/mm. Hal ini terjadi karena nilai kadar air Muthmainnah (2014) memiliki nilai yang jauh lebih rendah daripada nilai kadar air panel CLT-450, sehingga panel CLT-900 lebih kaku dan lebih kuat daripada panel
CLT-450.
15
Gambar 11 Posisi pemasangan tranduser pada panel
Gambar 11 menunjukkan perpindahan benda uji akibat gaya luar atau pembebanan yang diberikan pada benda tersebut. Ketika sampel panel CLT diberi beban lateral atau horizontal, tranduser tersebut akan bergerak menunjukkan nilai dari peralihan (displacement). Displacement yang terjadi dapat dilihat dari ke-empat titik horizontal pada panel CLT yang terdapat pada Gambar 11. Ke-ke-empat titik tersebut menunjukkan displacement horizontal yang lebih besar jika dibandingkan dengan displacement vertikal, sehingga nilai displacement vertikal dapat diabaikan. Gambar 12 hingga Gambar 15 menunjukkan hubungan antara beban dengan discplacement horizontal.
16
Gambar 13 Hubungan beban dengan displacement stiffness panel CLT-450 mindi
Gambar 14 Hubungan beban dengan displacement strength panel CLT- 450 sengon
Gambar 15 Hubungan beban dengan displacement strength panel CLT-450 mindi
7.66 mm
34.65 mm
17
Gambar 12 menunjukkan displacement stiffness terbesar terdapat pada titik TR 5 yaitu sebesar 7.49 mm. Gambar 13 menunjukkan displacement stiffness terbesar terdapat pada titik TR 1 koreksi sebesar 7.66 mm. Gambar 14 dan Gambar 15 menunjukkan displacement strength terbesar terdapat pada titik TR 5 sebesar 34.65 mm untuk CLT sengon sedangkan pada CLT mindi terdapat pada titik TR 1 koreksi sebesar 23.72 mm. Displacement strength dan displacement stiffness terbesar terjadi pada titik TR 1 koreksi dan TR 5. Hal tersebut disebabkan karena pada titik TR 1 koreksi menyalurkan beban ke titik TR 5 tanpa adanya penahan plat seperti pada titik TR 6 koreksi dan pada titik TR 8, sehingga deformasi yang terjadi lebih besar pada titik TR 1 koreksi dan TR 5.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Panel CLT-450 mindi relatif lebih kuat dibandingkan panel CLT-450 sengon. Kerapatan, kadar air, delaminasi rendaman air dingin dan delaminasi rendaman air panas panel CLT-450 mindi lebih tinggi dibandingkan dengan panel CLT-450
sengon. Sebaliknya susut volume panel CLT-450 mindi lebih rendah dibandingkan panel CLT-450 sengon, namun kembang volume CLT mindi lebih tinggi dibandingkan panel CLT-450 sengon. Aplikasi perekat isosianat relatif lebih tahan terhadap delaminasi pada rendaman air dingin dibandingkan rendaman air panas. Disamping pengaruh kerapatan, nilai keteguhan rekat panel CLT-450 mindi yang lebih tinggi daripada panel CLT-450 sengon juga berkonstribusi terhadap kekuatan dinding geser panel CLT-nya. Namun karena pengaruh kadar air nilai kekakuan panel CLT-450 sengon berbanding terbalik yaitu lebih tinggi dibandingkan panel CLT-450 mindi. Nilai displacement yang terbesar berada pada titik TR 1 koreksi dan pada titik TR 5 baik dari panel CLT-450 sengon dan panel CLT-450 mindi.
Saran
Berdasarkan hasil penelitian perlu dilakukan penelitian dengan menggunakan tumpuan baja agar didapatkan hasil yang baik dan juga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pada sifat mekanis (shear wall) sehingga di dapatkan nilai dinding tahan gempa yang sempurna.
DAFTAR PUSTAKA
Anggraini R. 2012. Karakteristik cross laminated timber kayu jabon berdasarkan ketebalan dan orientasi sudut lamina [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Apriliana F. 2012. Pengaruh kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik cross laminated timber kayu sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
18
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2005. Annual Book of ASTM Standards Volume 04-10, Wood D143 (2005). USA (US): Standard Test Methods of small Clear Specimen of Wood.
Asun S. 2011. Potret Kondisi Hutan Indonesia 2000-2009, (http://sudirmanasun.blogspot.com/) (20 Mei 2014)
Departemen Kehutanan (2000). Statistik Departemen Kehutanan dan Perkebunan. Tahun 1999-2000. Jakarta (ID).
Dumanauw J F. (2001) .Mengenal Kayu, Pendidikan Industri Kayu Atas – Semarang. Yogyakarta (ID): Penerbit Kanisius
Ekawati D. 1998. Pengaruh jenis perekat dan pengaturan letak kayu meranti (Shorea spp) serta kelapa (Cocos nucifera) terhadap sifat fisis mekanis balok lamina contoh kecil bebas cacat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Gulzow A, Richter K, Steiger R. 2011. Influence of wood moisture content on bending and shear stiffness of cross laminated timber panels. European Journal of Wood and Wood Products. 69(2):193-197.
Haygreen J G, Bowyer J L. 1986. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar. Hadikusumo SA dan Prawirohatmodjo S, penerjemah. Yogyakarta (ID): Gajah Mada University Press.
Haygreen J G, Bowyer J L. 1993. Forest Product and Wood Science, An Introduction. Iowa (US): Iowa State University Press..
Haygreen J G, R. Shmulsky, dan J L Bowyer. 2003. Forest Products and Wood Science, An Introduction. USA (US): The Lowa State University Press.
Herman. 2011. Bahan Kuliah Struktur Beton II.
(http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/Jur_Pend.TeknikSipil/196202021988031 -nanang_dalil_heman/bab_V_bahan_kuliah_struktur_beton_II)
[ISO] The International Organization for Standardization. 2009. Timber structures – Structural insulated panel wall – Test methods” (22452) International Organization for Standardization. Geneva.
[JAS] Japanese Agricultural Standard. 2007. Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber
Lepage R T M. 2012. Moisture response of wall assemblies of cross laminated timber construction in cold Canadian climates [tesis]. Canada (CA): University Waterloo.
Maemunah S. 2014. Uji biodiversitas zat ekstraktif pohon mindi (Melia azedarach Linn) dengan Metode brine shrimp lethality test [skripsi] Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Mardikanto T R, Karlinasari L, Bahtiar ET. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Bogor (ID): IPB Press.
Marsoem S N. 2013. Produksi etanol dari serbuk kayu dengan perlakuan kalsium hidroksida menggunakan metode SSF [skripsi] Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang Y I, Prawira SA, Kadir K. 2005. Atlas Kayu Indonesia Jilid II. Bogor (ID): Departemen kehutanan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan.
19
Mutmainnah. 2014. Evaluasi pengujian dinding geser panel cross lamninated timber (CLT) dari tiga jenis kayu rakyat [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Perkins P, McCloskey K. 2010. A Strategic Plan for the Commercialization of Cross-Laminated Timber in Canada and the United State. Canada (CA): Canadian Wood Council.
Ruhendi S, Koroh D S, Syamani F A, Yanti H, Nurhaida, Saad S, Sucipto T. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Praptoyo H. 2010. Sifat Anatomi dan Sifat Fisika Kayu Mindi (Melia azedarach Linn) dari Hutan Rakyat di Yogyakarta. Jurnal Ilmu Kehutanan IV (1): 21-27.
Riztian, G F. 2013. Pengaruh kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik cross laminated timber kayu nangka menggunakan perekat isosianat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Siregar I Z, Yunanto T, Ratnasari J. 2008. Prospek Bisnis, Budi Daya, Panen & Pascapanen Kayu Sengon. Jakarta (ID): Penebar Swadaya.
Skaar C. 1972. Water in Wood. Syracuce Wood Science Series. New York (US): University Press.
Sugiarti. 2010. Kekuatan lentur glulam struktural yang terbuat dari papan sambung kayu tusam dan kayu manis [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood. Structure, Properties,
Utilization. New York. (US): Van Nostrand Reinhold.
20
21
Lampiran 1 Hasil pengujian sifat fisis CLT-450 Sengon
Kayu Kerapatan
(kg/cm3)
KA (%) Susut (%) Kembang (%) DAD (%) DAP (%)
Sengon451 0.36 16.30 3.34 7.87 3.35 33.75
Sengon452 0.39 16.00 4.83 5.71 2.46 24.50
Sengon453 0.29 16.10 5.53 6.42 3.89 11.25
Sengon454 0.29 15.39 3.06 6.39 3.75 4.95
Rata-rata 0.33 15.95 4.19 6.60 3.36 18.61
Keterangan :
1-4 : ulangan ke-1sampai ke-4
Lampiran 2 Hasil Pengujian sifat fisis CLT-450 Mindi
Kayu Kerapatan
(kg/cm3)
KA (%) Susut (%) Kembang (%) DAD (%) DAP (%)
Mindi452 0.50 16.87 3.89 6.50 10.95 50.45
Mindi451 0.50 17.00 3.48 6.60 8.95 25.65
Mindi453 0.50 17.16 3.72 7.34 7.35 29.35
Mindi454 0.52 17.43 3.88 7.74 5.10 5.50
Rata-rata 0.51 17.12 3.74 7.04 8.09 27.74
Keterangan :
1-4 : ulangan ke-1sampai ke-4
Lampiran 3 Hasil pengujian keteguhan rekat CLT-450 Sengon
Keteguhan rekat (kg/cm2)
Sengon451 26.70
Sengon452 36.63
Sengon453 36.62
Sengon454 49.56
Sengon455 23.44
Sengon456 42.76
Rata-rata 35.95
Keterangan :
22
Lampiran 4 Hasil pengujian keteguhan rekat CLT-450 Mindi
Keteguhan rekat (kg/cm2)
Mindi452 59.36
Mindi451 69.08
Mindi453 24.16
Mindi454 81.18
Mindi455 23.01
Mindi456 22.35
Rata-rata 46.52
Keterangan :
1-4 : ulangan ke-1sampai ke-4
Lampiran 5 Alat uji UTM Jack untuk pengujian racking test
23
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jember pada tanggal 5 Maret 1992. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara dari keluarga Bapak R Suwondho dan Ibu Sri Purwanti. Pada tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 3 Jember dan pada tahun yang sama diterima sebagai mahasiswa jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI).
Selama menjadi mahasiswa penulis telah melakukan beberapa kegiatan praktek lapang diantaranya Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) pada tahun 2012 di Sancang Barat dan Kamojang. Pada tahun 2013 penulis mengikuti kegiatan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) dengan lokasi di Hutan Pendidikan Gunung Walat, KPH Cianjur, Taman Nasional Gunung Halimun Salak, dan PGT Sindangwangi. Pada tahun 2012 penulis juga mengikuti kegiatan Praktek Kerja Lapang (PKL) di perusahaan kayu lapis yaitu PT Sari Bumi Kusuma, Pontianak, Kalimantan Barat.
Selain aktif mengikuti kegiatan perkuliahan, penulis juga aktif dalam kepanitiaan dan kegiatan kampus. Penulis merupakan anggota dalam kepanitiaan Bina Crops Rimbawan (BCR) pada tahun 2012 dan 2013, anggota Divisi Kelompok Kewirausahan pada 2011 dan merupakan pengurus Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) Divisi Kelompok Minat Rekayasa Desain Bangunan dan Konstruksi Kayu pada tahun 2012.
