PRODUK CROSS LAMINATED TIMBER KAYU
MANII (Maesopsis eminii Engl.)
MENGGUNAKAN PAKU
ISYA TRISNANING ATI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGARUH KOMBINASI TEBAL DAN ORIENTASI SUDUT
LAMINA TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS
PRODUK CROSS LAMINATED TIMBER KAYU
MANII (Maesopsis eminii Engl.)
MENGGUNAKAN PAKU
ISYA TRISNANING ATI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Sudut Lamina Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Produk Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) Menggunakan Paku. Dibimbing oleh Dr.
Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.
Ketersediaan bahan baku kayu membuat konsumen beralih dari penggunaan kayu hutan alam ke kayu hutan rakyat untuk memenuhi kebutuhan strukturalnya. Keterbatasan kualitas dari kayu hutan rakyat sebagai bahan struktural dapat diatasi dengan pembuatan produk Cross Laminated Timber . CLT dibuat dengan menyusun 3 sampai 7 lamina secara bersilangan kemudian direkatkan dan dikempa hidrolik pada seluruh permukaannya atau dapat dengan dipaku. Salah satu modifikasi produk CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut. Tujuan dari penelitian adalah untuk menerangkan perilaku dan menentukan besar pengaruh kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik sifat fisis dan mekanis panel CLT dari kayu manii (Maesopsis eminii, Engl) menggunakan paku (CLT-Paku). Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah papan-papan kayu manii dan paku diameter 2.7 mm dengan panjang 5.1 mm.
Hasil pengujian sifat fisis panel CLT-Paku menunjukkan sebaran rataan kerapatan dan susut volume panel CLT-Paku kayu manii untuk setiap kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina relatif seragam atau tidak berbeda nyata, yaitu masing-masing berkisar dari 0.40-0.47 g/cm3 dan 4.28-6.67%. Berbeda dengan sebaran rataan kadar air dan pengembangan volume panel CLT-Paku yang cukup berfluktuasi, yaitu masing-masing berkisar dari 14.64-16.49% dan 2.42-6.34%. Panel A3B4 dan A1B5 mempunyai nilai kadar air tertinggi masing-masing sebesar
16.46% dan 16.49%. Pada kembang-susut volume Paku maupun CLT-Isosianat terdapat kecenderungan semakin besar orientasi sudut lamina tengah maka kembang-susut akan semakin kecil. Adanya kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina mempengaruhi nilai rataan kekakuan dan kekuatan lentur panel CLT-Paku. Panel CLT-Paku mempunyai rataan nilai MOE antara 8809-19793 kg/cm2 dan MOR sebesar 154-309 kg/cm2. Nilai kekakuan dan kekuatan lentur tersebut lebih rendah yaitu sekitar 25% dan 60% dari papan kontrolnya (kayu solid). Sedangkan jika keduanya dibandingkan dengan CLT-Isosianat kekuatannya hanya sekitar 31.5%-nya saja. Pada panel CLT-Paku, sudut B1 mempunyai nilai MOE maupun MOR lebih tinggi dibandingkan orientasi sudut
lainnya, dengan rataan masing-masing sebesar 16584 kg/cm2 dan 279 kg/cm2. Terdapat kecenderungan umum semakin besar orientasi sudut lamina tengah maka kekakuan dan kekuatan lentur panel CLT-Paku maupun CLT-Isosianat akan semakin kecil. Kekuatan geser lentur panel CLT-Paku masih rendah yaitu 8.92 kg/cm2.Pada sesaran 5 mm rataan kekuatan lateral paku sebesar 139 kg dan pada sesaran 1.5 mm kekuatan geser paku sebesar 328 kg/cm2. Kekuatan geser rekat CLT-Isosianat hanya sekitar 61.2% dari kekuatan paku pada sambungan geser ganda.
Kata kunci : CLT-Paku, CLT-Isosianat, kayu manii, sifat fisis dan mekanis, kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.
ABSTRACT
Effect of Thickness and Orientation Angle Combination to Physical and
Mechanical Properties of Cross Laminated Timber Products from Manii Wood (Maesopsis eminii Engl.)
Using Nails
By :
1)
Isya Trisnaning Ati, 2)Sucahyo Sadiyo
The limitation of natural forest wood makes the demand for public forest wood increases. As we know, quality of public forest wood as a structural material is still low. However, that can be overcome with the manufacture of Cross Laminated Timber products. CLT is created by arranging 3 to 7 laminas crossed and then glued and compressed hydraulically on the entire surface or can be nailed. One of modification CLT product is doing combination of lamina thickness and orientation angle. This study was aimed to explain and determine the effect of thickness combination and orientation angle to the characteristic of physical and mechanical properties of manii (Maesopsis eminii, Engl) CLT panels using nails (CLT-Nails). Materials used were manii boards and nails with 2.7 mm in diameter and 5.1 mm in length. The result of physical properties of CLT-Nails showed that the average distribution of density and shrinkage for any thickness combination and orientation angle relatively uniform or not significantly different, respectively from 0.40-0.47 g/cm3 and 4.28-6.67%. That’s contrast with moisture content and swelling which quite fluctuating, respectively from 14.64-16.49% and 2.42-6.34%. A3B4 and A1B5 panel has the highest water content levels, each one
16.46% and 16.49%. Greater orientation angle makes the swelling and shrinkage higher. Thickness combination and orientation angle affect the average value of flexural stiffness and strength of CLT-Nails panels. CLT-Nails has average MOE value from 8809-19793 kg/cm2 and MOR value from 154-309 kg/cm2. They are lower at around 25% and 60% of the control board (solid wood) and only about 31.5% of the strength CLT-Isocyanate panels. B1 angle has highest MOE and
MOR value than other CLT panels with other angular orientation, respectively 16584 kg/cm2 and 279 kg/cm2. Greater orientation angle makes the flexural stiffness and strength of CLT-Nails and CLT-isocyanate lower. The static shear strength of CLT-Nails is low at 8.92 kg/cm2. At 5 mm displacement, the average lateral force of nails is 139 kg and at 1.5 mm displacement the average nail shear strength is 328 kg/cm2. Shear adhesion strength of CLT-Isocyanate only about 61.2% of the shear nails strength on multiple connections.
Key words : CLT-Nails, CLT-Isocyanate, manii wood, physical and mechanical properties, combination of thickness and orientation angle
1)
. Student of Forest Products Department, Faculty of Forestry, IPB.
2)
. Lecturer of Forest Products Department, Faculty of Forestry, IPB. DHH
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi “Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Produk Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) Menggunakan Paku” adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka pada bagian akhir skripsi ini.
Bogor, September 2012 Isya Trisnaning Ati E24080084
LEMBAR PENGESAHAN
Judul : Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Produk Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) Menggunakan Paku
Nama Mahasiswa : Isya Trisnaning Ati NIM : E24080084
Program Studi : Teknologi Hasil Hutan
Menyetujui, Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS. NIP: 19580501 198403 1 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc. NIP : 19660212 199103 1 002
kedua dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Ripto Edy Yuwono S.Sos dan Ibu Sri Wahyurini. Pendidikan penulis dimulai pada tahun 1995 di TK Pertiwi Kalinegoro, Sekolah Dasar (SD) Kalinegoro 5 pada tahun 1996-2002, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 1 Magelang pada tahun 2002-2005, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 2 Magelang pada tahun 2005-2008. Penulis diterima sebagai mahasiswa di Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI) pada tahun 2008.
Selama menjadi mahasiswa penulis aktif pada berbagai organisasi kemahasiswaan, antara lain sebagai anggota Divisi Sosial Kesejahteraan Masyarakat BEM Fakultas Kehutanan pada tahun 2009-2010, Himpunan Profesi Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) IPB sebagai anggota Divisi Internal pada tahun 2010-2011 dan anggota pada Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu pada tahun 2011-2012. Selain itu penulis juga aktif mengikuti berbagai kepanitiaan kegiatan di kampus IPB.
Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang antara lain Praktek Pengenalan Ekosisitem Hutan (PPEH) pada tahun 2010 di Pangandaran, Jawa Barat dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Gunung Walat, Sukabumi pada tahun 2011 serta Praktek Kerja Lapang (PKL) di KBM IK Brumbung Semarang pada tahun 2012 selama dua bulan.
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melakukan penelitian dan penyusunan skripsi dengan judul “Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Produk Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) Menggunakan Paku”, dibawah bimbingan Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur atas rahmat Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Produk Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) Menggunakan Paku.
Penelitian ini dilakukan untuk menerangkan perilaku dan menguraikan besarnya pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik panel cross laminated timber kayu manii. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu dari bulan September 2011 hingga Juli 2012. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Amin
Bogor, September 2012
dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Keluarga tersayang, Bapak Ripto Edy Yuwono, S.Sos., Ibu Sri Wahyurini, dan Kakak Annisa Maretno Utami atas kasih sayang dan kesabaran yang luar biasa, serta dukungan do’a, moril, dan materil untuk penulis yang tak pernah putus.
2. Dr.Ir. Sucahyo Sadiyo, MS selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengarahan, dan saran kepada penulis dalam melaksanakan penelitian hingga menyelesaikan skripsi. 3. Dr. Ir. Achmad, MS. selaku dosen penguji dan Dr. Lina Karlinasari, S.Hut,
MSc. F.Trop selaku pimpinan sidang yang telah memberi ilmu dan saran kepada penulis.
4. Para Dosen dan Staf Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB atas bekal ilmunya dan segala bantuannya selama penulis menempuh pendidikan S1 di IPB.
5. Bapak Suhada dan Bapak Irfan atas bantuannya kepada penulis selama melaksanakan penelitian.
6. Roy Rimansyah Perdana dan Fatwa Alam Islami, rekan satu bimbingan, atas bantuannya kepada penulis selama penelitian.
7. Yasinta Anugerah, Nur Laili Indasari, dan Delfi Riana atas kesabaran dan motivasinya selama empat tahun bersama dengan penulis.
8. Teman-teman THH 45 Dhewi Puji, Mita Nurdyana, Desi Melianti, Andri Pradhika, Arip Wijayanto, Silvanto Rekso, serta teman-teman lainnya yang tidak bisa disebutkan satu per satu atas kebersamaan dan bantuannya kepada penulis.
Semoga Allah SWT senantiasa memberikan limpahan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dan skripsi ini diharapkan dapat memberikan wawasan dan manfaat bagi pembaca. Amin
Bogor, September 2012 Isya Trisnaning Ati
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR GAMBAR ... iii
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR LAMPIRAN ... vi
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitiam ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 2
1.3 Manfaat Penelitian ... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Cross Laminated Timber (CLT)... 4
2.1.1 Definisi ... 4
2.1.2 Keunggulan ... 5
2.2 Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) ... 7
2.3 Sistem Sambungan ... 8
2.4 Cross Laminated Timber (CLT) dengan Sambungan Paku ... 8
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 11
3.2 Bahan dan Alat Penelitian... 11
3.3 Metoda Penelitian ... 12
3.3.1 Pengeringan dan Pembuatan Lamina ... 13
3.3.2 Pemilahan Lamina ... 13
3.3.3 Penyusunan Lamina ... 15
3.3.4 Pemakuan Panel ... 16
3.3.5 Pembuatan Contoh Uji ... 17
3.3.6 Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT) ... 17
3.3.6.1 Pengujian Sifat Fisis ... 17
3.3.6.2 Pengujian Sifat Mekanis ... 19
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Mutu Kekakuan Kayu ... 23
4.2 Sifat Fisis ... 23 4.2.1 Kerapatan ... 24 4.2.2 Kadar Air ... 25 4.2.3 Pengembangan Volume ... 27 4.2.4 Penyusutan Volume ... 28 4.3 Sifat Mekanis ... 29
4.3.1 Lentur Statis Panel CLT ... 30
4.3.1.1 Kekakuan Lentur Panel CLT ... 31
4.3.1.2 Kekuatan Lentur Panel CLT ... 34
4.3.1.3 Kekuatan Geser Pada Lentur Statis ... 36
4.3.2 Kekuatan Sambungan Paku Geser Ganda ... 37
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 42
5.2 Saran ... 43
DAFTAR PUSTAKA ... 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Penggunaan CLT untuk langit-langit dan dinding ... 6
2. Pengujian ketahanan gempa CLT ... 7
3. Papan-papan kayu manii ... 11
4. Paku untuk sambungan panel CLT ... 11
5. Tahapan pembuatan panel CLT-Paku ... 12
6. Proses pengeringan alami sortimen kayu manii ... 13
7. Pemilahan lamina dengan metode non destructive test ... 14
8. Bentuk lamina tengah dengan lima orientasi sudut ... 14
9. Penyusunan panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina ... 15
10. Contoh pola penyusunan panel CLT dengan orientasi sudut lamina tengah 0˚, 60˚, dan 90˚ ... 15
11. Pemakuan panel CLT menurut orientasi sudut lamina ... 16
12. Pola pembuatan contoh uji panel CLT ... 17
13. Pengujian lentur statis panel CLT ... 20
14. Contoh uji kekuatan paku geser ganda ... 21
15. Pengujian kekuatan lateral paku dan kekuatan geser paku ... 21
16. Sebaran nilai rata-rata kadar air panel CLT-Paku menurut interaksi kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut lamina ... 25
17. Sebaran pengembangan volume panel CLT-Paku menurut kombinasi ketebalan lamina ... 27
18. Sebaran nilai MOE panel CLT-Paku menurut kombinasi ketebalan lamina ... 32
19. Sebaran nilai MOE panel CLT-Paku menurut orientasi sudut lamina.. 33
20. Sebaran niai MOR panel CLT-Paku menurut kombinasi ketebalan lamina ... 34
21. Sebaran MOR panel CLT menurut orientasi sudut lamina ... 35
22. Sebaran rataan kekuatan geser panel CLT-Paku menurut orientasi sudut lamina ... 37
23. Sebaran rataan kekuatan lateral paku panel CLT menurut interaksi kombinasi ketebalan ketebalan dan orientasi sudut pada sesaran 5 mm 39 24. Bentuk paku setelah dlakukan uji kekuatan sambungan paku ... 40
25. Sebaran rataan kekuatan geser paku panel CLT menurut interaksi
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Hasil pengukuran sifat fisis panel CLT-Paku berdasarkan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina ... 23 2. Hasil analisis keragaman sifat fisis panel CLT-Paku berdasarkan
kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina ... 24 3. Hasil pengujian lentur statis panel CLT-Paku berdasarkan kombinasi
ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina ... 30 4. Hasil analisis keragaman lentur statis panel CLT-Paku berdasarkan
kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina ... 31 5. Hasil pengujian kekuatan lateral paku dan kekuatan geser paku panel CLT ... 38 6. Hasil analisis keragaman kekuatan lateral paku dan kekuatan geser
paku panel CLT berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi
1. Data nilai MOE lamina dengan metode non-destructive test pada
lamina tebal 1 cm ... 47
2. Data nilai MOE lamina dengan metode non-destructive test pada lamina tebal 1.67 cm ... 49
3. Data nilai MOE lamina dengan metode non-destructive test pada lamina tebal 2 cm ... 51
4. Data nilai MOE lamina dengan metode non-destructive test pada lamina tebal 3 cm ... 52
5. Penyusunan lamina menurut ketebalan dan MOE dengan metode NDT ... 53
6. Data nilai kadar air dan kerapatan panel CLT-Paku ... 54
7. Data nilai pengembangan dan penyusutan volume panel CLT-Paku .. 56
8. Data nilai MOE, MOR, dan geser lentur statis panel CLT-Paku ... 58
9. Data nilai kekuatan lateral paku dan kekuatan lateral paku pada sambungan geser ganda ... 60
10. Hasil uji lanjut kadar air panel CLT-Paku ... 62
11. Hasil uji lanjut pengembangan volume panel CLT-Paku ... 63
12. Hasil uji lanjut MOE panel CLT-Paku ... 64
13. Hasil uji lanjut MOR panel CLT-Paku ... 65
14. Hasil uji lanjut kekuatan geser lentur panel CLT-Paku ... 66 15. Hasil uji lanjut kekuatan lateral paku pada sesaran 1.5 mm dan 5 mm 67 16. Hasil uji lanjut kekuatan geser paku pada sesaran 1.5 mm dan 5 mm . 69
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penelitian
Kebutuhan kayu sebagai bahan bangunan dan bahan baku industri pada saat ini cenderung semakin meningkat, sedangkan pasokan kayu dari hutan alam yang mempunyai diameter besar dan kualitas tinggi sudah tidak mencukupi karena adanya eksploitasi berlebihan, konversi lahan, bencana alam, dan besarnya limbah dari penebangan. Data Kementrian Kehutanan (2012) menyebutkan bahwa Indonesia memiliki hutan seluas 136.88 juta hektar. Namun sampai 2010 tercatat laju deforestasi sebesar 1.125 juta hektar per tahun. Kerusakan hutan tersebut menyebabkan pasokan kayu terutama dari hutan alam menurun. Pasokan kayu tahun 2012 hanya 5 juta m³, merosot 8% dari tahun lalu sebanyak 5.77 juta m³. Meningkatnya kebutuhan kayu sebagai bahan baku struktural yang tidak diiringi dengan meningkatnya pasokan kayu membuat konsumen beralih pada kayu yang berasal dari hutan rakyat untuk dapat memenuhi kebutuhan kayu sebagai bahan baku strukturalnya. Namun pada umumnya kayu dari hutan rakyat diameternya kecil dan kualitasnya kurang baik karena siklus penebangannya yang pendek sehingga belum efektif sebagai komponen struktural.
Potensi tegakan hutan rakyat di Indonesia diperkirakan mencapai 39 juta m³ dengan luas areal hutannya mencapai 1.5 juta hektar (Wardana, 2005 dalam Muslich, 2006). Kayu manii (Maesopsis eminii Engl.), merupakan salah satu jenis kayu hutan rakyat yang banyak terdapat di Jawa Barat. Berdasarkan Hasil Rapat Kerja Teknis Departemen Kehutanan tahun 2005 dalam Muslich (2006), disebutkan bahwa potensi kayu manii didaerah Jawa Barat dan Banten mencapai 4.4 juta m³ dengan luas areal 79 ribu ha. Pada awalnya kayu manii kalah bersaing dengan jenis kayu komersial lainnya, terutama kayu dari hutan alam. Namun seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan kayu, permintaan akan kayu rakyat, termasuk kayu manii pun terus meningkat. Hal tersebut sesuai dengan Anonim (2011) yang menyatakan jika di tahun 2005 bahan baku dari hutan tanaman hanya 11,47 juta m3, maka tahun 2010 sudah mencapai 35,82 juta m3.
Seiring semakin berkembangnya teknologi rekayasa kayu maka penggunaan kayu-kayu yang berdiameter kecil dan berkualitas rendah dari hutan
rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi. Salah satu produk baru rekayasa kayu adalah produk cross laminated timber (CLT). Menurut Perkins dan McCloskey (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. Setiap lapisan terdiri dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi.
Modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina menggunakan sistem sambungan paku. Seperti diketahui kayu mempunyai sifat anisotropik yaitu sifat kayu yang menunjukkan perbedaan sifat-sifat pada bidang orientasinya atau kemampuan kayu dalam menerima beban yang bekerja padanya tidak sama tergantung dari arah seratnya. Penataan lapisan lamina yang bersilang pada panel CLT diharapkan dapat memberikan nilai kekuatan, kekakuan, dan kestabilan struktur yang lebih baik sehingga jenis-jenis kayu hutan rakyat dapat digunakan sebagai bahan struktural.
Hasil penelitian Mardiyanto (2012) mengenai pembuatan panel CLT kayu manii menggunakan perekat Isosianat (CLT-Isosianat) menunjukkan panel CLT yang dibuat mempunyai stabilitas dimensi yang baik serta kekakuan dan kekuatan lentur yang relatif tinggi. MOE panel CLT-Isosianat sebesar 43802 kg/cm2 dan MOR panel tersebut mencapai 311 kg/cm2. Oleh karena itu menarik jika dilakukan penelitian selanjutnya mengenai pembuatan panel CLT menggunakan paku (CLT-Paku) supaya kemudian dapat membandingkan karakteristik sifat fisis dan mekanis antara panel CLT-Isosianat dengan CLT-Paku pada beberapa kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina tengah.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menerangkan perilaku dan menentukan besar pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik panel cross laminated timber dari kayu manii (Maesopsis eminii Engl.) dengan menggunakan paku.
3
1.3 Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan informasi bahwa jenis-jenis kayu rakyat seperti kayu manii (Maesopsis eminii Engl) sebagai kayu fast growing spesies, merupakan jenis kayu yang berpotensi sebagai bahan struktural dalam bentuk produk panel cross laminated timber (CLT). Produk ini terutama dapat digunakan untuk mendukung pengadaan bahan baku secara nasional sebagai komponen komposit untuk lantai, dinding, dan atap bangunan.
2.1 Cross Laminated Timber
2.1.1 Definisi
Cross Laminated Timber (CLT) pertama dikembangkan di Swiss pada tahun 1970-an. Produk ini merupakan perpanjangan dari teknologi rekayasa produk kayu lapis dengan lapisan laminasi silang dari vener yang telah dikenal memiliki sifat-sifat unggul karena adanya penataan lapisan yang saling bersilangan arah transversal dan longitudinal. Produk CLT menggunakan kayu dengan memanfaatkan sifat struktural dari kayu tersebut dengan mendistribusikan kekuatan sepanjang serat kayu pada kedua arah. Produk CLT juga memiliki stabilitas dimensi yang lebih baik karena rasio kembang susut pada dua arah (panjang dan lebar) dapat mendekati satu. Lapisan yang saling tegak lurus memungkinkan mendistribusikan beban ke semua sisi dengan lebih merata sehingga dapat dipergunakan untuk produk konstruksi (Wood Naturally Better, 2010).
CLT diproduksi 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. Setiap lapisan terdiri dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi. Ketebalan panel CLT biasanya dalam kisaran dua inci, tetapi panel dengan tebal 20 inci dapat dibentuk. Ukuran lebar panel berkisar antara 4-10 kaki dan panjangnya 16-50 kaki (Perkins dan McCloskey, 2010).
Menurut Frangi et al. (2006), produk CLT atau dikenal juga sebagai produk X-Lam adalah salah satu konstruksi kayu besar prafabrikasi yang digunakan untuk konstruksi menahan beban seperti dinding dan rakitan untuk lantai. Produk X-Lam telah menjadi semakin populer tidak hanya untuk perumahan tetapi juga untuk kantor, ritel, dan bangunan industri khususnya di Negara Austria dan Italia. Tergantung pada tujuan dan permintaaan kebutuhan, produk X-Lam tersedia dengan 3, 5, 7, atau lebih lapisan papan. Lebar papan tunggal biasanya bervariasi antara 80 dan 240 mm, dengan ketebalan antara 10 dan 35 mm.
5
Produk CLT ini sebagian besar digunakan untuk membentuk elemen lantai, dinding, dan elemen atap. Biasanya dibuat panel hingga panjang 18 m, yang digunakan untuk struktur panel atap, dinding, dan panel lantai yang mampu mencakup panjang hingga 8 m. Produk CLT dapat dibentuk untuk penggunaan jendela, pintu, dan fitur arsitektur yang dibuat melengkung dengan radius minimum 8 m (Wood Naturally Better, 2010).
Panel CLT dapat dibuat sampai dengan panjang 45-152 cm dan tebal 5-60 cm, dengan lapisan 3, 5, 7 atau lebih. CLT biasanya diproduksi dengan panjang maksimum 16.50 m, lebar maksimum 2.95 m, dan ketebalan maksimum 0.50 m (KLH Massivholz GmbH, 2010).
2.1.2 Keunggulan
Menurut Wood Naturally Better (2010), keunggulan dari produk CLT ini adalah kekuatan dan keseragaman sifatnya. CLT juga memiliki sifat ketahanan terhadap api, kedap suara, dan kualitas estetika tinggi yang menarik bagi arsitek dan desainer. Sedangkan menurut Crespell dan Sylvain (2011) produk CLT mempunyai ketahanan terhadap gempa bumi dan kebakaran serta dapat digunakan sebagai pengganti beton pada bangunan tingkat menengah. CLT juga merupakan salah satu produk yang efisien karena dapat meminimalkan cacat yang ada pada kayu sehingga dapat mengurangi biaya konstruksi.
Keunggulan penggunaan produk CLT menurut Perkins dan McCloskey (2010) antara lain:
a. Biaya Efektif
Pemasangan atau pembangunan panel lebih cepat dan keterlambatan konstruksi lebih sedikit karena CLT merupakan elemen prafabrikasi.
Pemasangan CLT cepat dan dalam kondisi kering, sehingga masa pakainya dapat tahan lama.
Pengurangan limbah di tempat pada proses pemasangan elemen dinding, lantai, maupun atap dapat dikurangi.
b. Keunggulan Kinerja Bangunan
Stabilitas dimensi. Pengaruh multi-lapisan papan, pengembangan dan penyusutan dapat diabaikan.
Perlindungan api. Karena ketahanan terhadap penyebaran dan stabilitas struktural dari ketebalan yang signifikan pada kayu solid.
Kekuatan beban bergerak dan gempa bumi. Pemerintah Jepang telah melakukan tes gempa bumi pada CLT dengan faktor skala 12 Richter (Gambar 2)
Peluang mutu terlihat. CLT dapat diketam, diamplas, atau disikat/dikuas
Kenyamanan tempat tinggal. Sifat insulasi suhu dan kelembaban yang layak, serta mampu mengurangi tingginya kepadatan ruangan. Selain itu panel CLT juga dapat memberikan nilai akustik pada bangunan.
c. Dampak Terhadap Lingkungan Kecil
CLT memiliki potensi untuk menjadi elemen penting dalam konstruksi bangunan yang seluruhnya terbuat dari kayu, dengan sifat positif mengurangi emisi karbon dan penyimpanan karbon karena kayu berasal dari sumber yang terbarukan atau lestari.
Gambar 1 Penggunaan CLT untuk langit-langit dan dinding (Sumber: FP Innovation, 2011)
7
Gambar 2 Pengujiaan ketahanan gempa CLT (Sumber : FP Innovation, 2011)
2.2 Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.)
Kayu Manii merupakan salah satu kayu dari hutan rakyat yang berasal dari famili Rhamnaceae dengan nama latin Maesopsis eminii Engl. Jenis ini merupakan jenis tumbuhan yang tumbuh pada areal hutan yang terganggu ekosistemnya. Wahyudi et al. (1990) diacu dalam Martiandi (2010) menyebutkan bahwa kayu manii dikenal dengan nama daerah manii. Ciri umum kayu manii antara lain gubalnya berwarna putih sedangkan bagian terasnya berwarna kuning sampai kecoklatan. Hal tersebut mengindikasikan kandungan zat ekstraktif kayu manii lebih banyak pada kayu terasnya. Tekstur kayunya sedang sampai kasar dan berserat lurus berpadu. Kayunya berbau masam dan rasanya pahit. Kayu manii mudah dikeringkan dan mudah diberikan perlakuan pengawetan, tetapi memiliki tingkat keawetan alami yang rendah
Kayu manii merupakan jenis pohon cepat tumbuh dan serbaguna. Berkekuatan sedang sampai kuat, dapat digunakan untuk konstruksi, kotak, dan tiang. Berat jenis rata-rata kayu manii 0.43 (0.34-0.46). Menurut Abdurachman dan Hadjib (2006), kayu manii tergolong kedalam kelas kuat III dan kelas awet III-IV. Rata-rata nilai kerapatan kayu manii sebesar 0,4 g/cm3, sedangkan nilai MOE dan MOR masing-masing sebesar 52600 kg/cm2 dan 484 kg/cm2.
2.3 Sistem Sambungan
Tujuan penyambungan kayu adalah untuk memperoleh panjang yang diinginkan atau membentuk suatu konstruksi rangka batang sesuai dengan yang diinginkan. Sebuah sambungan pada suatu konstruksi merupakan titik kritis atau terlemah pada konstruksi tersebut. Oleh karena itu, kayu yang akan disambung harus merupakan pasangan yang cocok dan pas, penyambungan tidak boleh sampai merusak kayu yang disambung tersebut, sesudah sambungan jadi hendaknya diberi bahan pengawet agar tidak cepat lapuk dan sebaiknya sambungan kayu yang dibuat terlihat dari luar agar mudah untuk dikontrol.
Tular dan Idris (1981) diacu dalam menyatakan bahwa sambungan merupakan titik terlemah dari suatu konstruksi. Sambungan kayu dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu sambungan desak, sambungan tarik, dan sambungan momen. Sedangkan alat-alat sambung dapat digolongkan menjadi empat yaitu 1) paku, baut, skrup kayu, 2) pasak-pasak kayu keras, 3) alat-alat sambung modern, dan 4) perekat (Wirjomartono, 1977).
Kekuatan sambungan tergantung pada kekuatan komponen penyusunnya, yaitu kayu yang disambung dan alat sambungnya. Sesuai dengan teori mata rantai kekuatan sambungan banyak ditentukan oleh komponennya yang terlemah. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan sambungan adalah kerapatan kayu, besarnya beban yang diberikan, dan keadaan alat sambungnya (Suryokusumo et al 1980).
2.4 Cross Laminated Timber dengan Sambungan Paku
Paku sebagai alat sambung sudah banyak digunakan baik untuk penyambung perabotan rumah tangga, kusen, pintu, jendela maupun pada struktur bangunan. Beberapa keuntungan penggunaan paku menurut Yap (1999) adalah :
Harga paku murah.
Sambungan bersifat kaku dan sesarannya kecil, sehingga struktur menjadi lebih kokoh.
Pelaksanaan pekerjaan cepat, mudah, dan tidak memerlukan tenaga ahli.
9
Penyimpangan arah gaya terhadap arah serat tidak mempengaruhi kekuatan dukung.
Wirjomartono (1977) mengatakan bahwa aplikasi paku sebagai alat sambung pada konstruksi kayu pada dasarnya didesain untuk memikul beban geseran dan lenturan. Sadiyo (2010) menyatakan bahwa dari beberapa tipe paku utama yang digunakan dalam aplikasi struktural, maka paku umum dan paku panjang merupakan paku paling luas digunakan di Indonesia. Sama seperti paku lainnya paku umum memiliki ujung paku berbentuk diamond. Lebih lanjut dikatakan bahwa dalam buku Design of Wood Structures, ASD/LRFD (2007) dicantumkan panjang paku umum berkisar dari 5.08-15.24 cm dengan diameter berkisar dari 2.87-6.68 mm. Paku umum tersebut terbuat dari kawat baja karbon rendah dengan batang datar (lurus) dan ujung diamond. Karena diameter paku umum lebih besar dibandingkan diameter tipe paku lainnya, paku umum memiliki kecenderungan melentur yang kecil saat dipukul atau dipalu secara manual. Kekuatan lentur paku umum, box dan paku sinker berdasarkan Tabel NDS (National Design Spesification for Wood Construction ASD/LRFD (2005) dari kisaran diameter paku 2.87-6.68 mm adalah 70-100 ksi (4922-7031 kg/cm2).
Paku dapat ditempatkan berdekatan, sangat efektif, dan relatif murah karena biasanya dipakai secara langsung tanpa harus membuat lubang pada kayu (Breyer et al. 2007). Penggunaan paku dalam kayu keras mengharuskan dilakukan pengeboran terlebih dahulu untuk menghindari terjadinya pecah pada kayu. Besarnya lubang bor adalah 0,8–0,9D dan kedalaman lubang 2/3 dari tebal kayu (Frick dan Moediartianto, 2004).
Syarat-syarat yang harus diperhatikan pada sambungan paku menurut PPKI 1961 diacu dalam Yap (1999), antara lain :
Tampang melintang paku yang digunakan dapat berbentuk bulat, persegi atau beralur lurus.
Kekuatan paku tidak tergantung dari besar sudut antara gaya dan arah serat kayu.
Ujung paku yang keluar dari sambungan sebaiknya dibengkokkan tegak lurus arah serat, asalkan pembengkokkan tersebut tidak akan merusak kayu.
Apabila dalam satu baris lebih dari 10 batang maka kekuatan paku harus dikurangi dengan 10%, dan jika lebih dari 20 batang harus dikurangi 20%. Pada sebuah sambungan, paling sedikit harus menggunakan 4 batang paku.
Jarak paku minimum harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut, dalam arah gaya : 12 d untuk tepi kayu yang dibebani, 5 d untuk tepi kayu yang tidak dibebani dan jarak antara baris-baris paku, sedangkan dalam arah tegak lurus arah gaya : 5 d untuk jarak sampai tepi kayu dan 5d untuk jarak antara baris-baris paku.
Suryokusumo et al. (1980) serta Wirjomartono (1977) mengemukakan bahwa kekuatan sambungan kayu dipengaruhi oleh jenis kayu. Dengan demikian peranan jenis kayu, yaitu kerapatan dan tebal dinding sel kayu mempunyai peranan sangat besar terhadap kekuatan sambungan kayu. Penelitian Suryokusumo et al. (1980) menyimpulkan bahwa makin tinggi kerapatan kayu dan jumlah paku maka kekuatan sambungan akan meningkat, tetapi peningkatan ini tidak bersifat linier. Pemakaian jumlah paku yang besar pada kayu dengan kerapatan tinggi cenderung akan memperbesar perlemahan sambungan. Selanjutnya dikatakan bahwa rata-rata kekuatan per paku akan meningkat dengan meningkatnya kerapatan kayu tetapi cenderung konstan dengan bertambahnya jumlah paku.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Kegiatan penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu untuk proses persiapan bahan baku, pembuatan panel CLT, dan pengujian sifat fisis panel CLT. Pengujian sifat mekanis panel CLT dilakukan di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Kampus IPB Bogor. Penelitian dilakukan dari bulan September 2011 hingga bulan Juli 2012.
3.2 Bahan dan Alat Penelitian
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu manii (Maesopsis eminii Engl.) dalam bentuk sortimen papan-papan dari berbagai ketebalan yang berasal dari daerah Cibungbulan, Bogor (Gambar 3). Bahan lain penelitian ini adalah paku bulat diameter 2.7 mm dengan panjang 5.1 mm yang diperoleh dari perusahaan bangunan disekitar Bogor (Gambar 4).
Gambar 3 Papan-papan kayu manii Gambar 4 Paku untuk sambungan panel CLT
Beberapa alat yang digunakan antara lain palu, kipas angin, moisture meter, gergaji mesin (circular saw), mesin serut (planner), penggaris, caliper, mesin pemilah elastisitas kayu sederhana (papan sortir), timbangan digital, ember, oven, dan desikator. Pengujian MOE dan MOR panel CLT dilakukan dengan
menggunakan UTM (Universal Testing Machine) merk Instron tipe 3369 Series IX Version 8.27.00 dengan kapasitas beban 5 ton.
3.3 Metode Penelitian
Kegiatan penelitian pembuatan panel CLT dimulai dari pembuatan lamina hingga pengujian sifat fisis dan mekanis panel CLT. Tahapan kegiatan penelitian secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Tahapan pembuatan panel CLT-Paku
A1 = 1-3-1 cm A2 = 2-1-2 cm A3 = 1.67-1.67-1.67 cm B1 = 0˚ B2 = 30˚ B3 = 45˚ B4 = 60˚ B5 = 90˚ Pemilahan Lamina Pembuatan Papan CLT
Penyusunan Lamina Pemakuan Lamina
Pembuatan Contoh Uji
Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis
ASTM D 143-2005
Karakteristik Panel CLT
Persiapan Bahan Baku
Pembuatan Lamina
Lamina Tebal 1 cm, 1.67
13
3.3.1 Pengeringan dan Pembuatan Lamina
Papan-papan kayu manii dengan ukuran penampang tebal 1.5-3.5 cm, lebar 14 cm dengan panjang 125 cm dikeringkan secara alami dengan bantuan kipas angin selama 30 hari atau hingga mencapai kadar air kering udara sekitar
12-17% (Gambar 6). Papan-papan tersebut kemudian digergaji dan diserut menjadi papan-papan lamina dengan ukuran panjang menjadi 120 cm, lebar 12 cm, dan tebal dengan empat ukuran ketebalan, yaitu ketebalan 1.00 cm sebanyak 45 papan, ketebalan 1.67 cm sebanyak 45 papan, ketebalan 2 cm sebanyak 30 papan, dan ketebalan 3 cm sebanyak 15 papan. Sebagai kontrol dibuat balok utuh kayu manii berukuran 5x5x12 cm.
Gambar 6 Pengeringan alami papan-papan kayu manii
3.3.2 Pemilahan Lamina
Pemilihan lamina dilakukan dengan menggunakan metode pemeriksaan secara visual dan mutu lamina ditentukan berdasarkan nilai modulus elastisitasnya (MOE). Metode pemeriksaan secara visual dilakukan dengan mengamati kondisi permukaan lamina sehingga bebas dari cacat-cacat alami atau cacat yang timbul akibat pengeringan. Pemilahan lamina berdasarkan nilai modulus elastisitasnya (MOE) dilakukan dengan cara pengujian sistem non destructive test, menggunakan mesin pemilah kayu (papan sortir) (Gambar 7). Prosedur pemilahannya adalah sebagai berikut (Surjokusumo et al., 2003) :
2. Beban A (P1) diletakkan diatas lamina tepat diatas deflektometer kemudian
diukur besarnya defleksi (y1).
3. Beban standar B (P2) kemudian ditambahkan, angka pada deflektometer dicatat.
4. Beban diturunkan, lamina dibalik dan dipilah ulang seperti sebelumnya.
Gambar 7 Pemilahan lamina dengan metode non destructive test
Dari pemilahan tersebut diperoleh nilai modulus elastisitas (MOE) masing-masing papan lamina. Nilai tersebut kemudian dikelompokkan menjadi dua kelompok dengan rentang nilai tertentu dan diberi simbol E1 dan E2 dimana E1 > E2. E1 digunakan pada bagian face atau back sebagai lamina sejajar, sedangkan E2 digunakan pada bagian dalam (core) sebagai lamina tengah. Nilai MOE yang termasuk dalam kelompok E2 atau lamina tengah dipotong miring dengan lima macam orientasi sudut yaitu sudut 0˚, 30˚, 45˚, 60˚, dan 90˚ (Gambar 8).
15
3.3.3 Penyusunan Lamina
Prinsip penyusunan lamina-lamina pada panel CLT dilakukan dengan cara mengatur tebal panel (5 cm) menurut tiga kombinasi ketebalan lamina (A), yaitu kombinasi yang terdiri dari lamina atas (face), tengah (core), dan bawah (back) masing masing memiliki tebal A1 (1-3-1 cm) dan dengan cara yang sama untuk
kombinasi A2 (2-1-2) cm, dan kombinasi A3 (1.67-1.67-1.67) (Gambar 9).
A1 A2 A3
Gambar 9 Penyusunan panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina
Serat lamina atas dan bawah diatur sedemikian rupa sehingga sejajar satu dengan lainnya, sedangkan lamina tengah (core) didasarkan atas orientasi sudut lamina berturut-turut yaitu 0˚ (B1), 30˚ (B2), 45˚ (B3), 60˚ (B4), dan 90˚ (B5)
(Gambar 10). Setiap kombinasi panel CLT dibuat dalam tiga ulangan sehingga diperoleh total panel CLT sebanyak 45 panel.
Gambar 10 Contoh pola penyusunan panel CLT dengan orientasi sudut lamina tengah 0˚, 60˚, dan 90˚ (Sumber : Mardiyanto, 2012)
Jumlah potongan core utuh pada panel CLT dengan berbagai orientasi sudut adalah untuk panel CLT dengan orientasi sudut lamina tengah 30˚ (B2)
sebanyak 4 potong, 45˚ (B3) sebanyak 6 potong, 60˚ (B4) sebanyak 7 potong, dan
90˚ (B5) sebanyak 9 potong. Sedangkan pada panel 0˚(B1), lamina tengah tersusun
dari satu papan utuh. Semakin besar orientasi sudut maka jumlah potongan pada core akan semakin banyak.
3.3.4 Pemakuan Panel
Prinsip pola pemakuan panel CLT adalah dengan mengikuti bentuk (besarnya orientasi sudut) dari lamina tengah masing-masing kombinasi papan dengan jarak antar paku minimum 1.5-2 d. Jumlah paku pada semua kombinasi panel CLT dibuat sama, yaitu sebanyak 72 paku pada sepanjang bentang panel CLT (71 cm). Dengan demikian jumlah paku sepanjang setengah bentang adalah 36 batang dan diatur sedemikian rupa sehingga pola susunan pakunya setangkup dengan setengah bentang lainnya (Gambar 11).
0˚
30˚
45˚
60˚
90˚
17
3.3.5 Pembuatan Contoh Uji
Setelah semua panel CLT dipaku, panel dipotong untuk dibuat contoh uji sifat fisis maupun sifat mekanisnya. Adapun pola pemotongan contoh uji panel CLT seperti pada Gambar 12.
120 cm
Keterangan :
1. Contoh uji lentur statis (MOE dan MOR) (5 cm x 12 cm x 76 cm) 2. Contoh uji kerapatan dan kadar air (5 cm x 5 cm x 5 cm)
3. Contoh uji kembang susut kayu (5 cm x 5 cm x 5 cm)
4. Contoh uji kuat lateral paku dan geser paku ( 6 cm x 8 cm x 5 cm)
Gambar 12 Pola pembuatan contoh uji panel CLT
3.3.6 Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT)
Pengujian yang diakukan meliputi pengujian sifat fisis dan mekanis untuk mengetahui karakteristik panel CLT menggunakan paku.
3.3.6.1 Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat fisis panel CLT yang dilakukan antara lain kerapatan (𝜌), kadar air (KA), pengembangan volume (KV), serta penyusutan volume (SV). Pengujian tersebut menggunakan contoh uji ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm sesuai pada standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber.
a. Kerapatan (𝝆)
Kerapatan merupakan nilai dari berat contoh uji dibagi dengan volume contoh uji pada kondisi kering udara. Volume contoh uji diukur dengan mengalikan dimensi panjang, lebar, dan tebalnya (VKU) dan selanjutnya ditimbang untuk didapatkan berat kering udaranya (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan rumus:
𝐾𝑒𝑟𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝜌 =𝐵𝐾𝑈 𝑉𝐾𝑈 ( 𝑔 𝑐𝑚2) 1 4 2 3
b. Kadar Air
Kadar air merupakan hasil pembagian kandungan berat air terhadap berat kering tanur dari contoh uji yang dinyatakan dalam persen. Berat air adalah selisih dari berat contoh uji sebelum dioven dikurangi berat kering tanurnya. Pengujian kerapatan dan kadar air menggunakan satu contoh uji yang sama. Contoh uji dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya (BKU) dan dikeringkan dalam oven pada suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam atau sampai mencapai berat konstan kemudian ditimbang sehingga diperoleh berat kering tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus:
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 % =𝐵𝐾𝑈 − 𝐵𝐾𝑇
𝐵𝐾𝑇 𝑥 100%
c. Kembang Susut
Pengembangan volume dirumuskan sebagai selisih antara dimensi akhir (DB) dengan dimensi awal (DA) yang dibandingkan dengan dimensi awalnya yang dinyatakan dalam persen. Contoh uji yang digunakan untuk pengujian pengembangan maupun penyusutan volume diambil dari contoh yang sama. Contoh uji diukur panjang, lebar dan tebalnya dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi awalnya. Selanjutnya contoh uji direndam dalam air selama ± 1 minggu, kemudian diangkat dan diukur kembali dimensinya sehingga diperoleh dimensi akhir contoh uji. Nilai pengembangan volume dihitung dengan rumus sebagai berikut :
𝑃𝑒𝑛𝑔𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 % = 𝐷𝐵 − 𝐷𝐴
𝐷𝐴 𝑥 100%
Untuk pengujian penyusutan volume, contoh uji yang sama diukur dimensi panjang, lebar, dan tebalnya dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi awal (DA). Kemudian contoh uji dioven pada suhu 103±2 oC selama 24 jam atau mencapai berat konstan dan selanjutnya diukur kembali dimensinya sehingga diperoleh dimensi akhir (DB) dari contoh uji. Penyusutan volume merupakan selisih antara dimensi awal dengan dimensi akhir yang dibandingkan dengan dimensi awalnya, dengan rumus sebagai berikut :
𝑃𝑒𝑛𝑦𝑢𝑠𝑢𝑡𝑎𝑛 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 % =𝐷𝐴 − 𝐷𝐵
19
3.3.6.2 Pengujian Sifat Mekanis
Sifat mekanis panel CLT yang diuji meliputi pengujian lentur statis dan sambungan paku. Pengujian lentur statis terdiri dari kekakuan lentur atau modulus of elasticity, kekuatan lentur atau modulus of rupture, kekuatan geser lentur. Pengujian lentur panel CLT ini didasarkan pada standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber. Pengujian sambungan paku terdiri kekuatan lateral paku dan kekuatan paku pada sambungan geser ganda. Pengujian geser paku ini berdasarkan modifikasi standar ASTM D5652-95.
a. Kekakuan Lentur atau MOE
Pengujian kekakuan lentur atau MOE menggunakan contoh uji berukuran 5 cm x 15 cm x 76 cm untuk dimensi tebal, lebar, dan panjangnya. Pengujian MOE panel CLT dilakukan dengan cara meletakkan panel CLT tersebut diatas dua tumpuan dengan panjang bentang 71 cm. Beban terpusat diberikan ditengah bentang dan besarnya defleksi dicatat setiap selang beban tertentu. Rumus yang digunakan untuk menghitung besar MOE sebagai berikut :
𝑀𝑂𝐸 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 =
∆𝑃𝐿³ 4∆𝑌𝑏ℎ³ Keterangan :
∆P = Besar perubahan beban sebelum batas proporsi (kg) L = Jarak sangga (cm)
∆Y = Besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm) b = Lebar contoh uji (cm)
h = Tebal contoh uji (cm)
b. Kekuatan Lentur atau MOR
Kekuatan lentur atau MOR panel CLT dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOE dengan menggunakan contoh uji yang sama. Pengujian MOR dilakukan sampai panel CLT yang diberikan beban terpusat ditengah bentangnya mengalami kerusakan. Nilai MOR dihitung dengan rumus :
𝑀𝑂𝑅 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 = 3𝑃𝐿 2𝑏ℎ² Keterangan : P = Beban maksimum (kgf) L = Jarak sangga (cm)
b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm)
c. Kekuatan Geser pada Lentur Statis
Geseran yang terjadi pada lentur statis panel CLT dapat ditentukan berdasarkan nilai maksimum atau rata-ratanya. Kekuatan geser yang dianalisis pada penelitian ini hanya kekuatan geser maksimum. Nilai kekuatan geser maksimum dihitung dengan menggunakan rumus :
𝜏 𝑚𝑎𝑘𝑠 (𝑘𝑔 𝑐𝑚2) =
3𝑉 2𝐴 Keterangan :
V = gaya lintang atau gaya geser yang terjadi akibat beban Pmax pada uji lentur statis panel CLT (kg)
A = luas penampang panel CLT (cm2)
Gambar 13 Pengujian lentur statis panel CLT
d. Pengujian Sambungan Paku
Contoh uji untuk pengujian kekuatan lateral paku dan kekuatan geser paku sambungan geser ganda dibuat dengan ukuran 6 cm (lebar) x 8 (panjang) dengan tebal 5 cm sesuai dengan tebal panel CLT (Gambar 10). Arah beban yang diberikan pada pengujian sambungan paku tersebut adalah tegak lurus terhadap sumbu memanjang paku. Kedua nilai kekuatan sambungan paku tersebut ditetapkan ketika paku mengalami displacement atau sesaran sebesar 1.5 mm dan 5 mm. Rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan lateral paku adalah sebagai berikut :
21 𝐾𝑢𝑎𝑡 𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟 𝑃𝑎𝑘𝑢 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 = 𝑃 4𝜋𝑟² 𝐾𝑢𝑎𝑡 𝐿𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑃𝑎𝑘𝑢 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 = 𝑃 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑃𝑎𝑘𝑢 Keterangan :
P = beban masing-masing pada sesaran 1.5 mm dan 5 mm (kgf) r = jari-jari paku (cm)
a. Tampak depan b. Tampak samping Gambar 14 Contoh uji kekuatan paku geser ganda
Gambar 15 Pengujian sambungan paku
8 cm 6 cm 1cm cncm 8 cm cm 5 cm cm
3.3.7 Analisis Data
Proses pengolahan data dilakukan dengan menggunakan software microsoft excel 2007 dan SAS 9.1.3. Rancangan penelitian panel CLT ini menggunakan percobaan faktorial dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Terdapat 2 faktor yang diteliti, yaitu kombinasi tebal lamina (A) dengan 3 taraf, yaitu A1 (1-3-1) cm, A2 (2-1-2) cm, dan A3 (1,67-1,67-1,67) cm dan faktor
orientasi sudut lamina (B) dengan 5 taraf, yaitu B1 (0o), B2 (30o), B3 (45o), B4
(60o), dan B5 (90˚) pada bagian lamina tengah. Penelitian ini dilakukan dengan 3
kali ulangan. Dengan demikian jumlah contoh uji yang dibuat adalah 3 x 5 x 3 = 45 buah satuan percobaan. Model rancangan statistiknya adalah sebagai berikut:
Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk
Dimana :
Yijk = Nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang disebabkan oleh taraf ke-i faktor A dan taraf ke-j faktor B
µ = Nilai rata-rata sebenarnya
Ai = Nilai pengaruh kombinasi ketebalan lamina pada taraf ke-i Bj = Nilai pengaruh orientasi sudut lamina pada taraf ke-j
(AB)ij = Nilai pengaruh interaksi antara faktor A (kombinasi ketebalan lamina) pada taraf ke-i (1-3-1 cm), (2-1-2 cm) dan (1.67-1.67-1.67 cm) dan faktor B (orientasi sudut lamina) pada taraf ke-j (0˚, 30o, 45o, 60o dan 90o)
εijk = Nilai galat/ kesalahan percobaan
Jika hasil analisis ragam berbeda nyata, dilakukan uji lanjut menggunakan uji Tukey.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Mutu Kekakuan Lamina
Penyusunan lamina diawali dengan melakukan penentuan mutu pada tiap ketebalan lamina menggunakan uji non destructive test. Data hasil pengujian NDT pada ketebalan 1 cm, 1.67 cm, 2 cm, dan 3 cm dapat dilihat masing-masing pada Lampiran 1, 2, 3, dan 4. Mutu tiap lamina tersebut digunakan dalam penyusunan panel CLT-Paku seperti pada Lampiran 5.
4.2 Sifat Fisis
Sifat fisis panel CLT-Paku yang diuji meliputi kerapatan, kadar air, pengembangan volume, dan penyusutan volume dengan keseluruhan hasil pengujiannya disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil pengujian sifat fisis panel CLT-Paku berdasarkan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina
No. Contoh Uji 𝜌(g/cm3
) KA (%) KV (%) SV(%) I. Panel CLT-Paku 1. A1B1 0.47 15.87 5.68 5.06 2. A1B2 0.42 15.45 4.05 5.36 3. A1B3 0.44 16.09 4.17 5.08 4. A1B4 0.40 14.81 3.43 4.48 5. A1B5 0.41 16.49 3.13 5.43 6. A2B1 0.45 15.51 5.40 4.78 7. A2B2 0.45 14.71 4.43 6.44 8. A2B3 0.45 14.94 4.02 6.21 9. A2B4 0.46 14.64 4.44 5.79 10 A2B5 0.43 15.73 2.42 4.47 11. A3B1 0.43 15.39 4.38 6.33 12. A3B2 0.42 14.87 6.34 6.33 13. A3B3 0.40 15.11 3.91 6.67 14. A3B4 0.47 16.46 4.11 4.28 15. A3B5 0.46 15.68 3.87 5.77 Rata-rata 0.44 15.45 4.25 5.50 II. Kontrol 0.47 16.68 4.42 7.48
Keterangan :
𝜌 = Kerapatan (g/cm3) KA = Kadar air (%) KV = Kembang volume (%) SV = Susut volume (%)
A1 = Kombinasi ketebalan lamina (1-3-1) cm
A2 = Kombinasi ketebalan lamina (2-1-2) cm
A3 = Kombinasi ketebalan lamina (1.67-1.67-1.67) cm
B1 = Orientasi sudut 0°
B2 = Orientasi sudut 30°
B3 = Orientasi sudut 45°
B4 = Orientasi sudut 60°
B5 = Orientasi sudut 90°
Hasil pengujian sifat fisis CLT-Paku menunjukkan rataan nilai kerapatan sebesar 0.44 g/cm³, kadar air 15.45%, pengembangan volume 4.25%, dan penyusutan volume 5.50%. Sedangkan dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya mengenai pengujian sifat fisis kayu manii panel CLT menggunakan perekat Isosianat (Mardiyanto, 2012) menghasilkan rataan nilai kerapatan sebesar 0.44 g/cm3, kadar air 14.61%, pengembangan volume 4.26%, dan penyusutan volume sebesar 4.53%. Hasil analisis keragaman sifat fisis panel CLT-Paku disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Analisis keragaman sifat fisis panel CLT-Paku berdasarkan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina
Sumber Keragaman 𝜌 KA KV SV Kombinasi ketebalan 0.3323tn 0.0123* 0.3299tn 0.1270tn Orientasi sudut 0.4811tn 0.0151* 0.0003* 0.0952tn Kombinasi ketebalan dan orientasi
sudut 0.0719
tn
0.0022* 0.0606tn 0.2244tn
Keterangan :
tn = Tidak berbeda nyata pada selang kepercayaan 95% * = Berbeda nyata pada selang kepercayaan 95%
4.1.1 Kerapatan
Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat persatuan volume (Bowyer et al. 2007). Nilai rata-rata kerapatan pada panel CLT-Paku antara 0.40 g/cm3 hingga 0.47 g/cm3 dengan kerapatan papan kontrol sebesar 0.47 g/cm3 (Tabel 1).
Kombinasi ketebalan, orientasi sudut lamina, maupun interaksi antara keduanya tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai kerapatan panel CLT-Paku pada selang kepercayaan 95% (Tabel 2). Hasil pengujian menunjukkan kerapatan panel CLT-Paku sama besar dengan kerapatan panel CLT-Isosianat
25
yaitu sebesar 0.44 kg/cm3 (Mardiyanto 2012). Hal tersebut diduga karena kayu manii yang digunakan walaupun berbeda pohon dan lokasi tempat tumbuhnya namun jenis dan umur pohon yang digunakan sama.
Kerapatan panel yang dihasilkan merupakan salah satu sifat fisis yang dapat mempengaruhi kualitas panel CLT. Oleh karena itu kerapatan panel CLT diupayakan seseragam mungkin sehingga apabila terdapat perbedaan sifat yang diujikan maka perbedaan tersebut bukan disebabkan oleh kerapatan panelnya.
4.1.2 Kadar Air
Bowyer et al. (2007) menyatakan bahwa kadar air adalah jumlah air yang terdapat di dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur (BKT) nya. Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air panel CLT-Paku berkisar antara 14.64% hingga 16.49% dengan rata-rata kadar air keseluruhan sebesar 15.45%.
Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara ketebalan lamina dengan orientasi sudut berpengaruh nyata terhadap besarnya nilai kadar air panel CLT pada selang kepercayaan 95%. Interaksi tersebur membentuk pola sebaran nilai kadar air CLT-Paku seperti pada Gambar 16.
Gambar 16 Sebaran nilai rata-rata kadar air panel CLT-Paku menurut interaksi kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina
Hasil uji lanjut terhadap interaksi kombinasi tebal dengan orientasi sudut lamina pada besarnya nilai kadar air (Lampiran 10) menunjukkan bahwa rata-rata
kadar air panel CLT-Paku A3B4, A1B3, dan A1B5 mempunyai nilai kadar air paling
tinggi masing-masing sebesar 16.46%, 16.09%, 16.49% dan kelompok panel tersebut berbeda nyata kadar airnya terhadap panel lainnya.
Pengaruh interaksi kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut lamina terhadap kadar air diduga karena lamina-lamina penyusun panel CLT sebelum disambung masih memiliki kadar air yang belum seragam. Meskipun sebelum disambung lamina-lamina tersebut sudah dikeringkan terlebih dahulu, namun lamina penyusun panel CLT dengan ketebalan 3 cm masih memiliki kadar air yang cukup tinggi dibandingkan dengan lamina lainnya. Hal tersebut diduga karena kecepatan pengeringan suatu kayu sangat tergantung dengan ukuran dimensinya. Kayu yang tebal akan lebih lambat mengering sehingga jika dicampur dengan kayu yang tipis maka akan muncul ketidakoptimalan, sebagian terlalu kering dan sebagian masih basah. Selain itu ketika proses pengeringan aliran angin dari kipas angin diduga tidak menyebar merata ke seluruh tumpukan kayu.
Hasil penelitian Mardiyanto (2012) menunjukkan nilai rata-rata kadar air panel CLT-Isosianat sebesar 14.61% lebih rendah dibanding rata-rata kadar air panel CLT-Paku. Namun keduanya masih lebih rendah dari kadar air papan kontrol yaitu sebesar 16.68%. Ketiga nilai kadar air tersebut masih masuk dalam rentang nilai kadar air rata-rata kota Bogor, yaitu 12-18% (Gambar 16).
Nilai kadar air papan kontrol yang lebih tinggi dari nilai rata-rata kadar air panel CLT diduga karena papan kontrol tersusun dari satu lamina utuh, sedangkan panel CLT tersusun oleh tiga lamina dengan ketebalan yang berbeda dan nilai kadar air masing-masing papan lamina tersebut dapat berbeda. Sehingga jika ketiga lamina penyusun tersebut disambung dapat menaikkan atau menurunkan nilai kadar air masing-masing lamina dan menghasilkan nilai kadar air panel CLT yang lebih rendah dari papan kontrol.
Menurut Tsoumis (1991) kadar air adalah salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan kayu. Pada umumnya kekuatan kayu akan meningkat dengan berkurangnya kadar air di bawah titik jenuh serat. Peningkatan kekuatan ini terjadi karena adanya perubahan pada dinding sel yang menjadi semakin
27
kompak. Unit strukturalnya (mikrofibril) semakin rapat dan gaya tarik menarik antara rantai molekul selulosa menjadi lebih kuat.
4.1.3 Pengembangan Volume
Swelling atau pengembangan volume adalah penambahan dimensi kayu sebagai akibat dari penambahan kandungan air atau kadar air kayu (Tsoumis, 1991). Nilai rata-rata hasil pengujian pengembangan volume panel CLT-Paku berkisar antara 2.42% hingga 6.34% dan pengembangan volume papan kontrol sebesar 4.42 % (Tabel 1).
Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa hanya orientasi sudut lamina yang berpengaruh nyata terhadap nilai pengembangan volume panel CLT-Paku pada selang kepercayaan 95%. Pengaruh orientasi sudut lamina tersebut membentuk pola sebaran nilai pengembangan volume seperti pada Gambar 17.
Faktor orientasi sudut lamina memberikan pengaruh terhadap nilai rata-rata pengembangan volume panel CLT diduga karena adanya arah serat yang berbeda pada setiap lamina bersilang. Hal tersebut sesuai dengan Skaar (1972) yang mengatakan bahwa salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya kembang susut yaitu arah serat selain faktor lainnya seperti hilangnya air dari dinding sel, kerapatan, atau berat jenis kayu.
Gambar 17 Sebaran rataan pengembangan volume panel CLT-Paku menurut orientasi sudut lamina
Hasil pengujian lanjut terhadap orientasi sudut lamina (Lampiran 11) menunjukkan bahwa pengembangan volume panel CLT-Paku dengan orientasi
sudut 0˚ tidak berbeda nyata dengan sudut 45˚ yaitu masing-masing 5.15% dan 4.94%, namun berbeda nyata dengan panel CLT dengan sudut 90˚ yang mempunyai nilai pengembangan volume terendah sebesar 3.14%.
Pengembangan volume yang terjadi pada panel CLT-Isosianat dari hasil penelitian Mardiyanto (2012) sebesar 4.26% dapat dikatakan sama dengan besarnya pengembangan volume panel CLT-Paku. Kedua panel tersebut juga menunjukkan kecenderungan jika semakin besar orientasi sudut lamina tengah panel CLT maka pengembangan volume yang terjadi akan semakin kecil seperti ditunjukkan pada Gambar 17. Hal tersebut disebabkan karena panel CLT yang disusun dengan orientasi sudut lamina tengah 90˚ tersusun atas lamina yang bersilang satu sama lainnya. Lapisan luar (lamina sejajar) panel CLT akan menahan pengembangan dan penyusutan lapisan dalam (lamina bersilang) dalam arah transversal, sedangkan lapisan dalam (lamina bersilang) menahan pengembangan dan penyusutan lapisan sejajar dalam arah transversal sesuai besar dari orientasi sudut laminanya (Skaar, 1972).
Pengembangan volume pada panel CLT-Paku dengan orientasi sudut lamina tengah 45˚ yang lebih rendah diduga karena kadar air awal panel tersebut lebih tinggi dibandingkan lamina tengah dengan sudut 60˚. Papan kontrol mengalami pengembangan volume yang tertinggi karena tersusun atas serat yang sejajar sehingga tidak terdapat lamina yang saling menahan terjadinya pengembangan volume.
4.1.4 Penyusutan Volume
Penyusutan kayu atau shrinkage adalah pengurangan dimensi kayu akibat penurunan kadar air kayu di bawah titik jenuh serat. Perubahan kadar air di bawah titik jenuh serat akan menyebabkan berubahnya sifat kayu (Bowyer et al, 2007). Hasil penelitian menunjukkan nilai rata-rata penyusutan panel CLT-Paku berkisar antara 4.28% hingga 6.67% dan papan kontrol sebesar 7.48%. Sedangkan penyusutan volume panel CLT-Isosianat berkisar dari 3.84-5.39% dengan penyusutan papan kontrol sebesar 5.36% (Mardiyanto, 2012). Penyusutan volume kedua panel tersebut lebih rendah dari kontrol.
29
Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa baik orientasi sudut lamina, kombinasi tebal lamina maupun interaksi antara keduanya tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai penyusutan volume pada selang kepercayaan 95%. Hal tersebut diduga karena lamina luar (lamina sejajar) panel CLT-Paku mampu menahan penyusutan lamina dalam (lamina) bersilang dalam arah transversal, serta lamina bersilang mampu menahan penyusutan lamina sejajar dalam arah transversal sesuai besar dan orientasi sudut laminanya.
Kayu manii mempunyai kerapatan yang sedang sebesar 0.4 g/cm3 (Abdurrachman dan Hadjib, 2006), sehingga kecenderungan volume kayu tersebut untuk menyusut rendah. Hal tersebut sesuai dengan Bowyer et al. (2007) yang menyatakan bahwa variasi dalam penyusutan contoh-contoh uji yang berbeda dari spesies yang sama dibawah kondisi yang sama terutama akibat dari tiga faktor, yaitu ukuran dan bentuk potongan kayu, kerapatan contoh uji, dan laju pengeringan contoh uji. Semakin tinggi kerapatan contoh uji, semakin banyak kecenderungan untuk menyusut.
4.3 Sifat Mekanis
Sifat mekanis kayu merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya yang datangnya dari luar yang biasa disebut gaya luar atau beban (Mardikanto et al., 2011). Gaya adalah setiap usaha yang cenderung untuk menggerakkan benda yang diam atau mengubah bentuk dan ukuran benda atau mengubah arah dan kecepatan benda yang bergerak. Sifat mekanis merupakan syarat-syarat terpenting bagi pemilihan kayu sebagai bahan struktural misalnya untuk konstruksi bangunan.
Sifat mekanis yang diuji pada penelitian ini meliputi kekakuan lentur panel CLT-Paku (MOE), kekuatan lentur panel CLT-Paku (MOR), kekuatan geser pada lentur statis panel CLT-Paku, serta kekuatan lateral paku dan kekuatan geser paku pada sambungan geser ganda. Hasil pengujian sifat mekanis panel CLT berdasarkan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina secara lengkap disajikan pada Lampiran 8.
4.3.1 Lentur Statis Panel CLT
Hasil pengujian lentur statis panel CLT-Paku menunjukkan nilai rata-rata kekakuan lentur (MOE) panel sebesar 18311 kg/cm2, kekuatan lentur (MOR) sebesar 223 kg/cm2, dan kekuatan geser pada lentur statis sebesar 8.92 kg/cm2. Sedangkan papan kontrol mempunyai nilai kekakuan lentur, kekuatan lentur, dan kekuatan geser pada lentur statis masing-masing 58378 kg/cm2, 366 kg/cm2, dan 12.13 kg/cm2. Hasil pengujian lentur statis panel CLT-Paku disajikan dalam Tabel 3.
Tabel 3. Hasil pengujian lentur statis panel CLT-Paku berdasarkan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina
Nomor Contoh Uji MOE MOR
Geser Lentur (kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2) I. Panel CLT-Paku 1. A1B1 19793 309 11.36 2. A1B2 16073 185 6.93 3. A1B3 15835 199 7.40 4. A1B4 11863 167 6.18 5. A1B5 11242 154 5.70 6. A2B1 17344 265 9.49 7. A2B2 14452 230 8.28 8. A2B3 16494 278 9.99 9. A2B4 13706 235 8.50 10. A2B5 12180 212 7.64 11. A3B1 12616 263 9.38 12. A3B2 11547 232 12.34 13. A3B3 14981 226 12.24 14. A3B4 10230 199 10.80 15. A3B5 8809 199 7.50 Rata-Rata 13811 223 8.92 II. Kontrol 58378 366 12.13
Hasil pengujian panel CLT kayu manii menggunakan perekat Isosianat (CLT-Isosianat) menunjukkan nilai kekakuan lentur dan kekuatan lentur masing-masing sebesar 43802 kg/cm2 dan 311 kg/cm2 (Mardiyanto, 2012). Hasil analisis
31
keragaman kekakuan lentur, kekuatan lentur, dan kekuatan geser pada lentur statis panel CLT-Paku disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Hasil analisis keragaman lentur statis panel CLT-Paku berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina
Sumber Keragaman MOE MOR Geser Lentur Kombinasi ketebalan 0.0001** 0.0050** 0.0139tn Orientasi sudut 0.0001** 0.0001** 0.0001** Kombinasi ketebalan dan orientasi
sudut 0.0230
tn
0.0551tn 0.0309tn
Keterangan :
tn = Tidak berbeda nyata pada selang kepercayaan 99% ** = Berbeda sangat nyata pada selang kepercayaan 99%
4.3.1.1 Kekakuan Lentur Panel CLT
Sifat kekakuan kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk mempertahankan bentuk aslinya akibat adanya beban yang cenderung mengubah bentuk dan ukuran benda. Sifat kekakuan ini biasanya disimbolkan dengan modulus elastisitas atau Modulus of Elasticity (MOE). Modulus of Elasticity menunjukkan perbandingan antara tegangan dan regangan di bawah batas elastis sehingga benda akan kembali ke bentuk semula apabila beban dilepaskan (Mardikanto et al., 2011). Tegangan didefinisikan sebagai distribusi gaya per unit luas, sedangkan rengangan adalah perubahan panjang per unit panjang bahan. Modulus elastisitas berkaitan dengan regangan, defleksi dan perubahan bentuk yang terjadi.
Hasil pengujian menunjukkan nilai rata-rata MOE panel CLT-Paku berkisar antara 8809 kg/cm2 hingga 19793 kg/cm2. Sedangkan nilai MOE kontrol lebih tinggi sebesar 58378 kg/cm2. Hasil penelitian Mardiyanto (2012) menunjukkan nilai MOE panel Isosianat lebih tinggi dibanding panel CLT-Paku yaitu sebesar 43802 kg/cm2.
Analisis keragaman (Tabel 4) menunjukkan bahwa kombinasi ketebalan dan orientasi sudut memberikan pengaruh yang sangat nyata pada selang kepercayaan 99%, sedangkan interaksi antara keduanya tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOE panel CLT-Paku.
Hasil uji lanjut terhadap pengaruh kombinasi ketebalan lamina (Lampiran 12) menunjukkan bahwa kombinasi ketebalan A1 tidak berbeda dengan kombinasi
