SIFAT FISIS DAN MEKANIS KAYU TUMIH
(Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser)
ASAL KALIMANTAN TENGAH
RIFSI IRDIANA FEBRIAN
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 Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Tumih (Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser) Asal Kalimantan Tengah adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun 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
RIFSI IRDIANA F. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Tumih (Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser) Asal Kalimantan Tengah. Dibimbing oleh TRISNA PRIADI
Kayu tumih (Combretocarpus rotundatus) merupakan jenis kayu kurang dikenal yang banyak tumbuh di hutan sekunder atau hutan dengan kanopi terbuka yang digenangi oleh air gambut dan rawa kerangas di Kalimantan Tengah. Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk menganalisis sifat fisis dan sifat mekanis dari kayu tumih untuk pengolahan dan pemanfaatan secara tepat. Hasil penelitian menunjukan rerata nilai kerapatan kering oven dan berat jenis kayu tumih yang diteliti masing-masing adalah 0.99 g/cm3 dan 0.70. Kadar air segar dan kadar air kering udara kayu tumih masing–masing adalah 63.51% dan 16.48%. Susut volume dari kondisi segar ke kering udara dan ke kering oven dengan rerata masing-masing 3.36% dan 6.85 %. Penyusutan tangesial dan radial dari kondisi kering udara ke kering oven masing-masing sebesar 6.38% dan 3.59%. Nilai T/R rasio dari kayu tumih sebesar 1.86 menunjukan bahwa kayu ini memiliki kestabilan dimensi yang cukup baik. Permeabilitas kayu tumih pada arah longitudinal 1.2 kali arah radial dan 1.4 kali arah tangensial. Pengujian mekanis menghasilkan nilai MOE, MOR, dan kekerasan dari kayu tumih masing – masing sebesar, 106 131.80 kg/cm2, 551.31 kg/cm2, dan 119.45 kg/cm2. Berdasarkan nilai sifat mekanis tersebut kayu tumih tergolong kayu kelas kuat III yang cukup baik digunakan untuk kusen, panel pintu, jendela, mebel, lantai parket, dan anak tangga.
.
Kata kunci: kayu tumih, penyusutan, permeabilitas, sifat fisis, sifat mekanis.
ABSTRACT
RIFSI IRDIANA F. Physical and Mechanical Properties of Tumih Wood (Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser) from Central Kalimantan. Supervised by TRISNA PRIADI
SIFAT FISIS DAN MEKANIS KAYU TUMIH
(Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser)
ASAL KALIMATAN TENGAH
RIFSI IRDIANA FEBRIAN
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2014
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan
pada
Judul Skripsi : Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Tumih (Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser) Asal Kalimantan Tengah
Nama : Rifsi Irdiana Febrian NIM : E24100096
Disetujui oleh
Dr Ir Trisna Priadi, MEng Sc Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Fauzi Febrianto, MS Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu wa Ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini ialah Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Tumih (Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser) Asal Kalimantan Tengah.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Trisna Priadi, MEng Sc selaku pembimbing, kepada orang tua dan adik yang telah mendampingi dan mendukung penulis semasa kuliah, kepada Zevy Augrind L, Qisthya Octa, Agnes Samuel, Yusril L. Habibi, Fauzan Fahrusiam, Windi Ayu P, teman – teman Departemen Hasil Hutan 47, kepada Bapak Dr Suwido H. Limin dari Center for International Cooperation in Sustainable Management of Tropical Peat Land (CIMTROP), Wisma Windi 24 dan kepada laboran juga staff non akademis Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor karena dengan bantuan dan dukungan mereka penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
Manfaat Penelitian 1
TINJAUAN PUSTAKA 2
METODE 5
Waktu dan Tempat Penelitian 5
Alat 5
Prosedur Analisis Data 6
HASIL DAN PEMBAHASAN 10
Tabel 3 Evaluasi kelas kuat kayu tumih berdasarkan PKKI NI 5-1961 16
SIMPULAN DAN SARAN 16
Simpulan 16
Saran 16
DAFTAR PUSTAKA 17
LAMPIRAN 19
DAFTAR TABEL
1 Kelas kuat kayu menurut PKKI NI 5-1961 10
2 Pengujian sifat mekanis kayu tumih dari empulur kearah kulit 15 3 Evaluasi kelas kuat kayu tumih berdasarkan PKKI NI 5-1961 16
DAFTAR GAMBAR
1 Pohon, pancang, semai, bunga, dan buah tumih 2 2 Log kayu tumih, penampang radial, dan tangensial 6 3 Contoh uji kadar air, kerapatan, berat jenis, susut volume dan
penyusutan arah radial dan tangesial kayu tumih 6 4 Contoh uji permeabilitas kayu tumih dan perendaman contoh uji 9 5 Contoh uji sifat mekanis kayu tumih dan pengujiannya dengan
Instron 10
6 Kerapatan kering oven kayu tumih dari empulur ke arah kulit 11 7 Berat jenis kayu tumih dari empulur kearah kulit 11 8 Kadar air segar dan kadar air kering udara kayu tumih 12 9 Susut volume kayu tumih dari kondisi segar ke kering oven 13 10 Penyusutan kayu tumih arah radial dan arah tangensial
dari kondisi kering udara ke kondisi kering oven 14 11 Kadar air kayu tumih bidang tangensial, radial, dan longitudinal 15
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Saat ini pasokan kayu komersial dari hutan alam sudah semakin berkurang. Hal ini berbanding terbalik dengan kebutuhan kayu yang semakin meningkat. Pada tahun 2013 kebutuhan kayu bulat Indonesia sekitar 39 juta m3 sementara hutan produksi di Indonesia hanya mampu menyediakan sekitar 14 juta m3 (Kemenperin 2013). Diperkirakan masih banyak jenis-jenis kayu tropis yang berpeluang untuk dimanfaatkan dan dikembangkan. Menurut Badan Inventarisasi dan Tata Guna Hutan, Departemen Kehutanan, di Indonesia terdapat 3 124 jenis kayu yang terdiri dari kayu komersial, non komersial, tak dikenal, maupun jenis kayu budidaya (Dwianto et al. 2008).
Keterbatasan bahan baku kayu baik untuk konstruksi maupun non konstruksi khususnya yang berasal dari hutan tropis perlu segera diatasi. Salah satunya dengan upaya diversifikasi bahan dengan melakukan pemanfaatan jenis-jenis kayu yang belum banyak dikenal namun memiliki potensi yang besar dan memiliki sifat kayu yang unggul.
Hal yang mendasari penelitian ini adalah bahwa sampai saat ini pemanfaatan jenis kayu yang tergolong kurang dikenal (lesser known species) masih sangat terbatas sedangkan ribuan jenis lainnya belum dimanfaatkan dengan baik. Salah satu dari kayu yang kurang dikenal adalah kayu tumih (Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser) yang berasal dari Kalimantan Tengah. Penggunaan kayu tumih masih terbatas secara lokal untuk bahan bakar, konstruksi, dan bantalan lori. Pemanfaatan kayu tumih untuk industri pengolahan kayu memerlukan pemahaman terhadap sifat-sifat penting dari kayu tersebut sehingga kayu dapat dimanfaatkan secara maksimal.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sifat fisis dan sifat mekanis dari kayu tumih (Combretocarpus rotundatus) agar dapat dimanfaatkan secara tepat.
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
Tumih (Combretocarpus rotundatus (Miq.) Danser)
Kayu tumih merupakan jenis kayu kurang dikenal yang biasanya tumbuh di hutan sekunder atau hutan dengan kanopi terbuka yang digenangi oleh air gambut dan rawa kerangas di Kalimantan Tengah. Kayu tumih biasa digunakan oleh penduduk lokal untuk bahan bakar, konstruksi interior, dan bantalan lori. Pohon tumih dapat mencapai tinggi maksimum hingga 40 m dan diameter batang mencapai 100 cm (Maimunah 2014). Permukaan kulit tidak teratur berwarna cokelat keabu-abuan. Kulit kayu bagian dalam keras berwarna jingga cokelat. Komposisi daun alternatif, sederhana, daun muda mencolok merah terang hingga merah gelap. Bunganya memiliki jumlah benangsari 2 kali jumlah kelopak dan memiliki tingkat ovarium yang rendah. Buah kering dan bersayap, dengan biji berbentuk gelondongan (Saito et al. 2005). Dibawah ini merupakan taksonomi dari kayu tumih:
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Anisophylleales Famili : Anisophylleaceae Genus : Combretocarpus
Spesies : Combretocarpusrotundatus (Miq). Danser
Sumber: Panduan Lapang Identifikasi Jenis Pohon Hutan (Thomas 2013) Gambar 1 Pohon, pancang, semai, bunga, dan buah kayu tumih.
Pohon Pancang
Bunga Buah
3
Sifat Fisis Kayu
Sifat fisis adalah karakteristik kuantitatif dan ketahanan dari pengaruh lingkungan. Sifat fisis yang penting diperhatikan dari kayu diantaranya adalah kadar air, berat jenis, dan kerapatan (Bowyer et al. 2003).
Kadar Air
Menurut Bowyer (2003) kadar air didefinisikan sebagai persentase air yang terkandung dalam kayu. Kadar air dinyatakan dalam persen terhadap berat kering ovennya. Kadar air sangat dipengaruhi oleh sifat higroskopis kayu. Air dalam kayu terdiri dari air bebas dan air terikat dimana keduanya secara bersamaan menentukan kadar air kayu. Air yang terdapat dalam rongga sel kayu disebut sebagai air bebas (free water). Air yang terdapat di dalam dinding sel disebut air terikat (bound water). Kadar air maksimum terjadi pada waktu seluruh rongga sel penuh berisi air bebas dan dinding sel jenuh air. Pada kayu basah yang baru ditebang, kadar air dapat mencapai 40% hingga 200%. Kondisi dimana dinding sel jenuh dengan air sedangkan rongga sel kosong dinamakan kondisi kadar air titik jenuh serat (Simpson et al. 1999). Kadar air titik jenuh serat besarnya tidak sama untuk setiap jenis kayu yang disebabkan karena perbedaan struktur dan komponen kimia. Pada umumnya kadar air titik jenuh serat berkisar antara 25%-30%. Tsoumis (1991) menyatakan bahwa besarnya titik jenuh serat berkisar antara 20%-40%. Dalam satu jenis pohon kadar air bervariasi tergantung pada tempat tumbuh dan umur pohon. Kadar air kayu akan berubah sesuai dengan kondisi iklim tempat dimana kayu berada akibat dari perubahan suhu dan kelembaban udara (Bowyer et al. 2003). Kadar air suatu kayu perlu diketahui sebelumnya untuk memudahkan pekerjaan dalam mengolah kayu.
Kerapatan
Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat persatuan volume yang dinyatakan dalam pon per kaki kubik atau kilogram per meter kubik (Bowyer et al. 2003). Menurut Tsoumis (1991), kerapatan bervariasi pada arah vertikal maupun horizontal. Pada bagian kayu yang posisinya lebih tinggi memiliki kerapatan yang rendah, hal ini diakibatkan faktor mekanis dan faktor biologis. Pada arah horizontal, kerapatan dipengaruhi oleh umur. Kayu yang umurnya lebih muda memiliki kerapatan lebih rendah. Kerapatan mempengaruhi sifat-sifat higroskopisitas, penyusutan dan pengembangan, sifat mekanis, sifat akustik, kelistrikan, dan lainnya sehingga perlu diketahui sebelum pengerjaan kayu dilakukan.
Berat Jenis
4
Penyusutan
Penyusutan adalah penurunan dimensi kayu akibat keluarnya air terikat dari dinding sel yang dapat mempengaruhi cacat dalam proses pengeringan kayu. Faktor - faktor yang berpengaruh terhadap penyusutan kayu antara lain kadar air, kerapatan, struktur/anatomi kayu, kadar ekstraktif, kandungan/komposisi bahan penyusun kimia (Tsoumis 1991). Kondisi lingkungan yang dapat mempengaruhi proses pengeringan menurut Tsoumis (1991) adalah panas, kelembaban relatif, sirkulasi udara, dan vakum. Penyusutan terjadi akibat kayu kehilangan air dibawah titik jenuh serat. Susut dimensi kayu berbeda pada ketiga arahnya (radial, tangensial, dan longitudinal). Penyusutan arah longitudinal sering kali diabaikan karena persentasenya kecil berkisar antara 0.1%-0.2% atau kurang dari 4%. Penyusutan arah tangensial 1-3 kali lebih besar daripada penyusutan arah radial, yang diakibatkan adanya jaringan jari-jari, pernoktahan lebih rapat pada dinding radial, dominasi kayu musim panas dalam arah tangensial, dan perbedaan dalam massa dinding sel secara radial lawan tangensial (Bowyeret al. 2003).
Permeabilitas
Permeabilitas kayu adalah ukuran kemudahan atau kemampuan kayu dialiri cairan seperti melalui bagian dalamnya dibawah perbedaan tekanan statis atau dinamis yang dipengaruhi oleh nilai absorbsi dan retensi apabila menggunakan bahan pelarut (Tanaka et al. 2010). Absorbsi didefinisikan sebagai jumlah cairan yang meresap ke dalam kayu segera sesudah proses perendaman selesai, dinyatakan dalam berat per satuan volume kayu (Rahayu et al. 2008).
Sifat Mekanis
Sifat mekanis kayu merupakan ukuran ketahanan kayu terhadap gaya luar yang cenderung merubah bentuk benda. Ketahanan kayu tersebut tergantung pada besarnya gaya dan cara pembebanan (tarik, tekan, geser, dan pukul). Kayu menunjukkan perbedaan sifat mekanis dalam arah pertumbuhan yang berbeda (aksial, radial, dan tangensial) (Tsoumis 1991). Sifat mekanis kayu merupakan sifat yang penting dari bahan baku kayu yang akan digunakan untuk bangunan. Dalam penggunaan struktural, sifat mekanis merupakan kriteria pertama untuk pemilihan bahan baku yang akan digunakan (Bowyer et al. 2003). Sifat mekanis kayu yang penting untuk penggunaan struktural diantaranya adalah MOE, MOR dan kekerasan.
Modulus of Elasticity (MOE)
5 untuk menentukan beban yang aman dari material kayu yang bersangkutan dalam membuat konstruksi.
Modulus of Rupture (MOR)
Modulus of rupture (MOR) adalah sifat kekuatan kayu yang menentukan besarnya beban yang dapat dipikul oleh sebuah papan atau balok. Kekuatan lentur menggambarkan kapasitas beban maksimum yang dapat diterima oleh kayu tersebut. Biasa disebut dengan modulus patah yang pada bervariasi antara 561 kg/cm2–1 632 kg/cm2. Nilai kekuatan lentur menunjukan kecenderungan yang sama dengan kekuatan tarik aksial sehingga modulus patah dapat digunakan sebagai petunjuk kekuatan tarik aksial jika data nilai kekuatan tersebut tidak tersedia. Kekuatan lentur kayu lebih rendah dibandingkan logam tetapi lebih tinggi dari kebanyakan bahan non logam (Tsoumis 1991). Nilai MOR suatu kayu digunakan untuk menentukan beban maksimal dalam membuat konstruksi yang aman.
Kekerasan
Mardikanto et al. (2011) menyatakan kekerasan kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan kikisan dan perusakan pada permukaannya. Sifat kekerasan ini dapat dikatakan sebagai kemampuan kayu untuk menahan kikisan (abrasi) pada permukaanya. Apabila sifat ini digabungkan dengan sifat keuletan, merupakan gabungan sifat yang sangat menentukan dalam pemakaian kayu utnuk bahan bangunan. Pada dasarnya sifat kekerasan kayu dipengaruhi oleh kerapatannya, tetapi selain itu ditentukan pula oleh ukuran serat, daya ikat antar serat serta susunan serat kayunya.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Februari sampai Juli 2014. Penelitian dilakukan di Laboratorium Sifat Fisis Kayu, Bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan Laboratorium Rekayasa Desain dan Bangunan Kayu, Bagian Rekayasa Desain dan Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Alat
Alat yang digunakan adalah Universal Testing Machine Instron, oven, timbangan elektrik, desikator, kipas (fan), kaliper, moisture meter, gelas piala, desikator, oven, timbangan elektrik, kuas, chainsaw, band saw, circular saw, dan alat tulis.
Bahan
6
tangensial dan radial dengan penampang lebar yang tampak seperti Gambar 2b dan Gambar 2c.
(a) (b) (c)
Gambar 2 Log kayu tumih (a), penampang tangensial (b), dan penampang radial (c).
Prosedur Analisis Data
Pengujian Sifat Fisis Kayu
Sifat fisis yang diuji adalah kadar air, berat jenis, kerapatan, susut volume, penyusutan pada arah radial dan tangensial, serta permeabilitas. Pengujian kadar air mengikuti standar DIN 52 183, kerapatan dan berat jenis mengikuti standar DIN 52 182.
(a) (b)
Gambar 3 Contoh uji kadar air, kerapatan, berat jenis, dan susut volume kayu tumih (a), contoh uji penyusutan kayu tumih arah radial dan tangensial (b).
7 103 ± 2 0C hingga beratnya konstan kemudian ditimbang dan diukur volumenya sehingga diperoleh berat kering oven dan volume kering oven. Kadar air segar, kadar air kering udara, kerapatan kering oven, dan berat jenis kayu tumih dihitung menggunakan rumus :
Kerapatanko = kerapatan kering oven (g/cm3) W0 = berat awal contoh uji (gram)
W1 = berat kering udara contoh uji (gram) W2 = berat kering oven contoh uji (gram) V0 = volume awal contoh uji (cm3)
V1 = volume kering udara contoh uji (cm3) V2 = volume kering oven contoh uji (cm3)
� = kerapatan air pada suhu 4 0C (1g cm-3)
Pengujian penyusutan mengikuti DIN 52 184 dan DIN 52 184 5. Contoh uji susut volume berukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm (Gambar 3a). Pengukuran contoh uji dilakukan dengan menggunakan kaliper untuk mendapatkan volume awal, selanjutnya dikeringudarakan dengan fan sehingga diperoleh volume kering udara. Setelah itu contoh uji dikeringkan dalam oven bersuhu 103 ± 2 0C hingga beratnya konstan untuk memperoleh volume kering oven.
Contoh uji penyusutan arah radial dan tangensial (Gambar 3b) dibuat berukuran 2 cm (arah radial) x 2 cm (arah tangensial) x 1 cm (arah longitudinal). Contoh uji dikeringudarakan hingga mencapai kadar air target 12%. Selanjutnya dimensi contoh uji diukur pada arah radial dan arah tangensial. Selanjutnya contoh uji dikeringkan dalam oven bersuhu 103 ± 2 0C hingga beratnya konstan. Kemudian dimensi contoh uji diukur kembali pada arah radial dan tangensial. Nilai susut volume (SV), penyusutan radial dan tangensial serta rasio susut (T/R) ditentukan dengan rumus:
8
T/R = rasio penyusutan arah tangensial dengan radial V0 = volume awal contoh uji (cm3)
V1 = volume kering udara contoh uji (cm3) V2 = volume kering oven contoh uji (cm3)
L0 = panjang arah radial atau tangensial contoh uji kondisi kering udara (cm)
L1 = panjang arah radial atau tangensial contoh uji kondisi kering oven (cm)
Pengujian permeabilitas kayu dilakukan dengan merendam contoh uji kayu berukuran 5 cm x 5 cm x 10 cm (Gambar 4a) yang dilapisi cat pada permukaan selain yang diuji arah permeabilitasnya. Dimensi arah panjang merupakan arah permeabilitas yang diuji. Pada pengujian arah longitudinal, maka arah tangensial dan radial yang ditutup. Pada pengujian arah radial, maka arah longitudinal dan tangensial yang ditutup. Pada pengujian arah tangensial, maka arah longitudinal dan tangensial yang ditutup.
Perendaman contoh uji dilakukan selama 1 minggu (Gambar 4b). Setelah perendaman contoh uji kayu dipotong setebal 1 cm sebanyak 2 kali pada arah permeabilitas yang diuji. Kemudian ditentukan kadar air kayu dari ke 2 segmen tersebut. Contoh uji ditimbang kemudian dikeringkan dalam oven bersuhu 103 ± 2 0C hingga beratnya konstan, kemudian ditimbang lagiuntuk mendapat berat kering ovennya.
Rumus kadar air sebagai berikut :
KA = W − WW
Keterangan:
KA = kadar air (%)
9
(a) (b)
Gambar 4 Contoh uji permeabilitas kayu tumih (a), dan perendaman contoh uji (b).
Pengujian Sifat Mekanis Kayu
Prosedur pengujian sifat mekanis kayu mengikuti British Standard (BS-373: 1957) tentang metode pengujian standar untuk contoh kayu kecil bebas cacat. Sifat mekanis yang diuji adalah modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR) dan kekerasan.
Pengujian lentur statis menggunakan contoh ujiberukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm (Gambar 5a) yang diambil dari papan radial dalam kondisi kering udara. Selanjutnya contoh uji dipasang pada UTM Instron diberi pembebanan tetap ditengah contoh uji dengan panjang bentang 28 cm (Gambar 5b). Kemudian dicatat nilai beban dan defleksinya per mm hingga kayu mengalami kerusakan. Pengujian kekerasan menggunakan contoh uji yang diambil dari papan radial dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 6 cm dalam kondisi kering udara. Pengujian dilakukan dengan cara membenamkan setengah bola baja berdiameter 0.444 inchi kearah radial dan tangensial dengan luas penampang tekan 1 cm dengan kecepatan 0.25 inch/menit hingga masuk ke dalam kayu. Nilai MOE, MOR dan kekerasan yang dihitung
P’ = Perubahan beban yang terjadi dibawah batas proporsi (kg) L = Bentang (cm)
�’ = Perubahan defleksi akibat beban (cm) b = Lebar contoh uji (cm)
h = Tebal contoh uji (cm)
10
(a) (b)
Gambar 5 Contoh uji sifat mekanis kayu tumih (a), dan pengujiannya menggunakan Instron (b).
Nilai MOE dan MOR dari kayu tumih akan diklasifikasikan kelas kuatnya bedasarkan standar Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) NI 5-1961 pada Tabel 1.
Tabel 1 Kelas kuat kayu menurut PKKI NI 5-1961
Sumber: Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia NI 5-1961
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Kayu
Kerapatan Kering Oven dan Berat Jenis Kayu
Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai kerapatan kering oven (Gambar 6) dan berat jenis (Gambar 7) kayu tumih menunjukan kecenderungan yang sama meningkat dari segmen dekat empulur hingga segmen 3 tetapi pada segmen 4 dan 5 tidak ada peningkatan lagi. Meningkatnya nilai kerapatan kering oven dan berat jenis kayu tumih dari empulur ke segmen 3 disebabkan kayu tumih tersebut masih merupakan kayu juvenil. Kayu juvenil terbentuk di sekitar empulur sebagai akibat dari pengaruh pemanjangan meristem apikal dalam susunan kayu oleh kambium. Ketika kerapatan atau panjang serat tiap lingkaran tumbuh masih belum stabil berarti kayu masih dalam masa peralihan antara kayu muda dan kayu dewasa (Wahyudi et al. 2005).
Nilai tertinggi kerapatan kering oven kayu tumih sebesar 1.04 g/cm3 dengan rerata 0.99 g/cm3. Berat jenis kayu tumih berkisar antara 0.66–0.75 dengan rerata
Kelas Kuat Berat Jenis MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2)
I > 0.9 125 000 > 1 100
II 0.6 – 0.9 100 000 725 – 1 100 III 0.4 – 0.6 80 000 500 – 725 IV 0.3 – 0.4 60 000 360 – 500
11 0.70. Berat jenis kayu tumih menyerupai kayu jati Tectona grandis yang berkisar antara 0.62 – 0.75 (Martawidjaya et al. 1981). Dengan demikian berdasarkan berat jenisnya kayu tumih tergolong dalam kayu kelas kuat II mengacu pada PKKI NI 5-1961.
GambarGambar 6 Kerapatan kering oven kayu tumih dari arah empulur kearah kulit.
Gambar 7 Berat jenis kayu tumih dari empulur kearah kulit.
Kadar Air Kayu
Hasil pengujian kadar air dapat dilihat pada Gambar 8. Kadar air segar dan kering udara kayu tumih memiliki kecenderungan yang sama yaitu meningkat dari segmen dekat empulur hingga segmen 3 kemudian menurun hingga segmen 5. Kadar air segar tertinggi terdapat pada segmen 3 sebesar 75.31% terendah pada segmen 5 sebesar 51.34% dengan rerata 63.51%. Kadar air kering udara tertinggi terdapat pada segmen 3 sebesar 18.65% dan dengan rerata 16.48%.
12
kayu juvenil untuk menampung air bebas menjadi lebih besar (Manuhuwa 2007). Basri et al. (2012) mengemukakan hasil serupa bahwa kayu muda memiliki kandungan air dalam jumlah yang lebih banyak. Rendahnya kadar air pada segmen 5 (dekat kulit) disebabkan oleh keluarnya air pada bagian terluar kayu akibat terpapar langsung dengan lingkungan pada proses pengiriman dan penyimpanan log kayu tumih.
Gambar 8 Kadar air (KA) segar dan kering udara kayu tumih.
Penyusutan
Nilai susut volume kayu tumih dari kondisi segar ke kering oen dapat dilihat pada Gambar 9, yang pada umumnya meningkat dari segmen 2 hingga segmen 5, kecuali pada segmen 1 memilki susut yang lebih besar dari segmen lainnya. Susut volume dari kayu tumih tergolong tinggi. Hal ini terkait dengan massa kayu tumih yang banyak sebagaimana dinyatakan dengan berat jenisnya.
13
Gambar 9 Susut volume kayu tumih dari kondisi segar ke kering oven.
Susut volume dari kondisi segar ke kering udara berkisar antara 2.08%-4.14% dengan rerata 3.36%. Rerata penyusutan tangesial dan radial dari kondisi kering udara ke kering oven masing-masing sebesar 6.38% dan 3.59% (Gambar 10). Penyusutan pada arah tangensial lebih besar dari pada arah radial yang disebabkan oleh susunan jari-jari yang memanjang ke arah radial sehingga penyusutan ke arah radial tertahan oleh jari-jari (Brown et al. 1952). Selain tertahan jari-jari faktor jumlah zat penyusun dinding sel yang lebih tebal pada arah tangensial dibandingkan arah radial serta sudut mikrofibril pada arah radial yang lebih besar dibandingkan arah tangensial juga dapat menahan penyusutan kayu pada arah radial (Haygreen et al. 1989).
Nilai T/R rasio kayu tumih sebesar 1.86. Nilai T/R rasio kayu tumih menyerupai kayu jati (Tectona grandis). Kayu jati sama–sama tergolong kayu kelas kuat II dengan BJ yang menyerupai kayu tumih sebesar 0.70 dengan T/R rasio 1.86 (Martawidjayaet al. 1981). Kayu tumih memiliki kestabilan dimensi yang cukup baik karena memilki T/R rasio dibawah 2 (Panshin et al. 1980).
14
Gambar 10 Penyusutan kayu tumih arah radial dan arah tangensial dari kondisi kering udara ke kondisi kering oven.
Permeabilitas
Pada Gambar 11 dapat dilihat kadar air kayu tumih setelah mengabsorbsi air pada arah longitudinal, tangensial, dan radial per tebal 1 cm. Kadar air tertinggi terdapat pada bagian kayu yang mengalami absorbsi arah longitudinal kemudian diikuti oleh arah radial dan tangensial. Kadar air yang berbeda terjadi akibat perbedaan kemampuan absorbsi air pada ketiga arah kayu. Hal ini diakibatkan oleh sifat kayu yang anisotropis yaitu berbeda sifat pada ketiga arahnya. Absorbsi air oleh kayu dipengaruhi oleh susunan sel yang berbeda pada masing-masing arah, volume rongga sel, ukuran pori dan kemampuan air menembus rongga-rongga pori (Bakri et al. 2009)
15
Gambar 11 Kadar air kayu tumih arah tangensial, radial, dan longitudinal per tebal 1 cm.
Sifat Mekanis Kayu
Pengujian mekanis yang dilakukan terhadap kayu tumih adalah MOE, MOR dan kekerasan. Hasil pengujian mekanis kayu tumih dapat dilihat pada Tabel 2. Pada ketiga jenis pengujian sifat mekanis contoh uji menunjukan nilai mekanis yang fluktuatif. Rerata nilai MOE, MOR dan kekerasan kayu tumih masing-masing bernilai 106 131.80 kg/cm2, 551.31 kg/cm2, dan 119.45 kg/cm2.
Nilai mekanis kayu tumih dapat yang diperoleh menentukan kelas kuatnya agar dapat dimanfaatkan secara tepat. Berdasarkan evaluasi berat jenis dan MOE yang mengacu pada PKKI NI 5-1961 (Tabel 3) kayu tumih tergolong kelas kuat II, sedangkan MOR kayu tumih tergolong kelas kuat III. Untuk penggunaan kayu tumih secara aman diambil kelas kuat terendah yaitu kelas kuat III. Umumnya kayu dengan kelas kuat III dapat digunakan untuk konstruksi sedang dan perabotan. Kayu tumih bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku kusen, panel pintu, jendela, meubel, lantai parket, dan anak tangga.
Tabel 2 Pengujian sifat mekanis kayu tumih dari empulur kearah kulit
Pengujian Contoh Uji dari Bagian Dekat Empulur ke Arah Kulit Rerata
1 2 3 4 5
MOE
(kg/cm2) 102 638.80 84 155.19 133 740.40 83 031.24 127 093.30 106 131.80
MOR
(kg/cm2) 413.99 554.47 687.32 492.53 608.21 551.31
Kekerasan
16
Tabel 3 Evaluasi kelas kuat kayu tumih berdasarkan PKKI NI 5-1961
Kelas Kuat Pengujian Kayu Tumih
Berat jenis MOE
Hasil penelitian menunjukan rerata nilai kerapatan kering oven dan BJ kayu tumih yang diteliti masing-masing adalah 0.99 g/cm3 dan 0.70. Kadar air segar dan kering udara kayu tumih masing-masing 63.51% dan 16.48%. Rerata susut volume dari kondisi segar ke udara 3.36% dan rerata susut volume dari kondisi segar ke kering oven 6.85%. Penyusutan kayu arah tangensial dan radial dari kondisi kering udara ke kering oven masing-masing sebesar 6.38% dan 3.59%. Nilai T/R rasio kayu tumih 1.86, menunjukan bahwa kayu ini memiliki kestabilan dimensi yang cukup baik sehingga dapat digunakan untuk panel pintu, jendela dan kusen. Absorpsi air arah longitudinal 1.2 kali dari arah radial dan 1.4 kali dari arah tangensial sehingga baik digunakan untuk meubel dan lantai parket.
Pengujian mekanis menghasilkan nilai kekerasan dari kayu tumih sebesar 119.45 kg/cm2. Nilai MOE kayu tumih sebesar 106 131.80 kg/cm2 dan nilai MOR kayu tumih sebesar 551.31 kg/cm2. Berdasarkan nilai uji mekanis tersebut kayu tumih masuk kedalam kategori kayu dengan kelas kuat III sehingga dapat digunakan untuk bahan baku kusen, panel pintu, jendela, meubel, lantai parket, dan anak tangga.
Saran
17
DAFTAR PUSTAKA
Bakri, Baharudin. 2009. Absorbsi air komposit semen sekam padi dengan penambahan pozzolan abu sekam padi dan kapur ada matriks semen. Jurnal Perennial. 6(2): 70-78.
Basri E, Prayitno A, Pari G. 2012. Pengaruh umur pohon terhadap sifat dasar dan kualitas pengeringan kayu waru gunung (Hibiscus macrophylus). Jurnal Penilitian Hasil Hutan. 30(4): 243-253.
Biechele T, Nutto L, Becker G. 2009. Growth strain in Eucalyptyus nitens at different stages of development. Silva Fennica Finnish Society of Forest Science. 43(4): 669-679.
Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood Science An Introduction Fourth Edition. IOWA (US): IOWA State University Pr. [BS] British Standar. 1957. Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber.
BS-373. BSI 07-1999
Brown HP, Panshin AJ, Forsaith CC. 1952. Text Book of Wood Technology Vol. II. New York (US): McGraw-Hill Book Company Inc.
[DIN] Deutsches Institut für Normung. 1992a. Prüfung von Holz; Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes. DIN 52 183. Berlin (DE): Beuth Verlag.
[DIN] Deutsches Institut für Normung. 1992b. Prüfung von Holz; Bestimmung der Rohdichte. DIN 52 182. Berlin (DE): Beuth Verlag
[DIN] Deutsches Institut für Normung. 1992c. Prüfung von Holz; Bestimmung der Druckfestigkeit zur Faser. DIN 52 184. Berlin (DE): Beuth Verlag
Dwianto W, Marsoem SN. 2008. Tinjauan Hasil- hasil Faktor-faktor Alam yang Mempengaruhi Sifat Fisik dan Mekani Kayu Indonesia. Journal Tropical Wood Science and Technology. 6(2): 85-100.
Haygreen JG, Bowyer JL. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar. Hadikusumo SA, penerjemah; Prawirohatmodjo, editor. Yogyakarta (ID): Gajah Mada University Press. Terjemahan dari: Forest Product and Wood Science, an Introduction.
Kementrian Perindustrian. 2013. Kebutuhan Kayu Bulat 2003 – 2013. Jakarta (ID): Direktorat Jenderal Industri Agro.
Maimunah S. 2014. Uji viabilitas dan skarifikasi benih beberapa pohon endemik hutan rawa gambut kalimantan tengah. Jurnal Hutan Tropis. 1(1): 17-23. Manuhuwa E. 2007. Kadar air dan berat jenis pada posisi aksial dan radial kayu
sukun (Artocarpus communis, J.R dan G.Frest). Maluku (ID): Fakultas Pertanian, Universitas Ambon. Jurnal Agroforestri. 2(1): 14 - 16.
Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar ET. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Bogor (ID): IPB Pr.
Martawidjaya A, Kartasujana I, Kadir K, Prawira SA. 1981. Atlas Kayu Indonesia Jilid I. Bogor (ID) : Badan Litbang Kehutanan, Departemen Kehutanan. Panshin AJ, C de Zeeuw. 1980. Textbook of Wood Technology: Structure,
Identification, Properties and Uses of The Commercial Woods of The United States Canada. New York (US): McGraw-Hill Book Company. [PKKI] Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia. PPKI NI-5. 1961. Bandung (ID):
18
Rahayu IS, Coto Z. 2008. Pengaruh Perlakuan Vakum Terhadap Absorbsi Air Oleh Kayu Dalam Proses Rendaman Dingin. Jurnal Ilmu Tekhnologi Hasil Hutan. 1(1): 9-17.
Saito H, Shibuya M, Tuah SJ, Turjaman M, Takahashi K, Jamal Y, Segah H, Putir PE, Limin SH. 2005. Initial ccreening of fast-growing tree species being tolerant of dry tropical peatlands in Central Kalimantan, Indonesia. Journal of Forestry Research. 2(2): 1-10.
Simpson W, A ten Wolde. 1999. Physical Properties and Moisture Relations of Wood. Wood as An Engineering Material. Forest Product Laboratory General Technical Report FDL-GTR-11 .USDA Forest Science (US): Forest Laboratory US.
Tanaka T, Shida S. 2010. A preliminary study on ultrasonic treatment effect on transverse wood permeability. Madras, Science y Technologia. 12(1): 3-9. doi: 10.4067/50718-221x201000010001.
Thomas A. 2013. Panduan Lapang Identifikasi Jenis Pohon Hutan. Kalimantan Forest and Climate Partnership (KFCP).
Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood. Structure, Properties, Utilization. New York (US): van Nostrand Reinhold.
Wahyudi I, Arifien A. 2005. Perbandingan struktur anatomis, sifat fisis dan sifat mekanis kayu jati unggul dan kayu jati konvensional. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis. 3(2): 53-59.
19
LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil pengujian sifat fisis kayu tumih.
20
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Cianjur pada tanggal 15 Februari 1992. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara dari keluarga Bapak Ir. Yodi Maulana dan Ibu Yuli Umbarawati SH. Pada tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 90 Jakarta Selatan dan pada tahun yang sama diterima sebagai mahasiswa jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, melalui jalur Ujian Talenta Masuk IPB (UTMI).
Selama menjadi mahasiswa penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang diantaranya yaitu Praktek Kerja Lapang di Manggala Wana Bakti Departemen Kehutanan pada tahun 2011. Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) pada tahun 2012 di Gunung Slamet dan Nusa Kambangan, Banyumas.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. Kemudian pada tahun yang sama (2012) penulis juga mengikuti kegiatan Praktek Kerja Lapang (PKL) di perusahaan Kayu lapis yaitu PT. Satya Raya Indah Woodbased Industries (SRIWI), Cilegon, Banten. Pada tahun 2014 penulis pernah mengikuti kegiatan Joint Field Forest Science Study Tour in Japan yang merupakan kerjasama Departemen Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor dengan Faculty of Forestry Utsunomiya University yang diadakan di Jepang. Penulis pernah menjadi asisten praktikum untuk mata kuliah sifat fisis dan mata kuliah pengeringan.
Selain aktif mengikuti kegiatan perkuliahan, penulis juga aktif dalam kepanitiaan dan kegiatan kampus. Penulis merupakan anggota Divisi Kelompok Minat Teknologi Peningkatan Mutu Kayu pada tahun 2011 dan merupakan pengurus Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) Divisi Kelompok Minat Teknologi Peningkatan Mutu Kayu pada tahun 2012.
