PENGARUH JUMLAH LAPISAN BOTOL PLASTIK TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA SAMBUNGAN LIMBAH KAYU
DENGAN ALAT SAMBUNG LIMBAH BOTOL PLASTIK
SEBAGAI SUPLEMEN BAHAN AJAR MATA KULIAH STRUKTUR KAYU
JURNAL
Oleh:
SUPRIYONO K1513070
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA Desember 2017
1
PENGARUH JUMLAH LAPISAN BOTOL PLASTIK TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA SAMBUNGAN LIMBAH KAYU
DENGAN ALAT SAMBUNG LIMBAH BOTOL PLASTIK
SEBAGAI SUPLEMEN BAHAN AJAR MATA KULIAH STRUKTUR KAYU
Supriyono 1, Anis Rahmawati2, Taufiq Lilo Adi Sucipto3
Pendidikan Teknik Bangunan, Universitas Sebelas Maret supriyonouno@gmail.com
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jumlah lapisan botol plastik terhadap kekuatan tarik pada sambungan limbah kayu dengan alat sambung limbah botol plastik. Penelitian ini merupakan penelitian dengan metode kuantitatif dengan pendekatan eksperimen dan analisis data menggunakan analisis analisis regresi linear sederhana. Pengambilan sampel pada penelitian ini adalah dengan sambungan kayu dengan alat sambung limbah botol plastik. Variasi yang digunakan adalah jumlah lapisan botol plastik yaitu 1,2,3,4 dan 5 lapis. Metode pemasangan botol plastik pada sambungan adalah dengan cara pemanasan terhadap botol plastik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat pengaruh yang signifikan antara jumlah lapisan botol plastik terhadap kekuatan tarik pada sambungan limbah kayu dengan alat sambung limbah botol plastik. Kuat tarik tertinggi yang dicapai pada variasi jumlah lapis 5 yaitu 23,50 kgf/cm2, hanya 5,03% dari kekuatan kayu utuh (tanpa sambungan). Perlu adanya penelitian lanjutan mengenai jumlah lapisan botol plastik lebih dari 5 lapis. Sambungan kayu dengan alat sambung limbah botol tidak disarankan untuk sambungan pada komponen struktur.
Kata kunci : kuat tarik, sambungan kayu, sambungan botol plastik
1 Mahasiswa Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan
2 Dosen Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan
3 Dosen Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan
2
THE EFFECT NUMBER OF LAYERS OF PLASTIC BOTTLE TO TENSILE STRENGTH TO WOOD WASTE JOINT
WITH PLASTIC BOTTLE WASTE AS CONNECTOR FOR TEACHING MATERIALS SUPPLEMENT IN THE WOOD STRUCTURAL COURSE
Supriyono1, Anis Rahmawati2, Taufiq Lilo Adi Sucipto3
Pendidikan Teknik Bangunan, Universitas Sebelas Maret supriyonouno@gmail.com
Abstract
The purpose of this study were investigate any influence of the number of layers of plastic bottle to tensile strength to wood waste joint with plastic bottle waste as connector. The study used quantitative method with experimental approach and data analysis using simple linear regression analysis. Sampling in this research was wood joint with plastic waste bottle. The variation used is the number of layers of plastic bottles were 1,2,3,4 and 5 layers. The method of placing a plastic bottle on the joint is by heating the plastic bottle. The result of the study were there was a significant influence between the number of layers of plastic bottles to the tensile strength of the wood waste connection with the plastic waste bottle as connector. The highest tensile strength is achieved, on the variation of the number of layers 5 which is 23,50 kgf/cm2, onl 5,03% of the solid wood (without connections). Need sustainable research the number of layers of plastic bottles more than 5 layers. This wood joint with plastic waste bottle were not recommended for connection to structural components.
Keywords: Tensile strength, wooden connection, plastic bottle connection
1 Mahasiswa Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan
2 Dosen Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan
3 Dosen Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan
3
PENDAHULUAN
Kayu sebagai bahan bangunan banyak digunakan pada industri-industri mebel ataupun proyek-proyek konstruksi bangunan, dan tidak jarang menghasilkan limbah atau potongan- potongan kayu yang tidak terpakai.
Kebutuhan kayu untuk industri perkayuan di Indonesia diperkirakan sebesar 70 juta m3 tiap tahun dengan kenaikan rata-rata sebesar 14,2% per tahun, sedangkan produksi kayu bulat diperkirakan hanya sebesar 25 juta m3 per tahun, dengan demikian terjadi defisit sebesar 45 m3 (Priyono, 2001).
Dewasa ini penggunaan botol plastik yang pada akhirnya dibuang dan menjadi limbah sangatlah banyak. Salah satu jenis limbah yang dihasilkan tersebut adalah sampah plastik, yang di mana jumlahnya tidak sedikit.
Berdasarkan laporan dari Wahyuni di CNN Indonesia (2016), pada tahun 2015, Jenna Jambeck, profesor teknik lingkungan dari University of Georgia Amerika Serikat bersama timnya mengungkapkan bahwa Indonesia berada di peringkat kedua dunia penyumbang sampah plastik di laut terbesar yang mencapai 187,2 juta ton setelah China yang mencapai 262,9 juta ton.
Sebuah gagasan yang dianggap dapat mengurangi pemanasan global adalah dengan menerapkan konsep Pembangunan Berkelanjutan (Ervianto, 2012: 29). Merujuk pada konsep green building, dimana salah satu parameternya adalah penghematan bahan material, maka hal inilah yang memunculkan gagasan untuk memanfaatkan kedua material di atas yaitu botol plastik dan kayu sebagai konstruksi sambungan kayu. Berkaitan mengenai pemanfaatan limbah botol plastik dan limbah potongan kayu, sudah ditemukan gagasan dan produk yang sangat bagus yaitu membuat
sambungan kayu dengan alat sambung limbah botol plastik. Gagasan tersebut ditemukan oleh Micaella Pedros yaitu seorang desainer sebuah Lembaga Sosial dan Kemanusiaan di Kota London, Inggris. Proyek yang dikerjakan Micaella Pedros ini dinamakan “Joining Bottle”.
Joining Bottle adalah teknik menggabungkan kayu menggunakan botol plastik yang disusutkan (Micaela Pedros, Joining Bottle). Teknik pengikatnya yaitu dengan memanaskan botol plastik dengan alat pemanas pipa di bagian sambungan kayu. Botol plastik berubah menjadi bahan pengikat kayu, sehingga menciptakan struktur fungsional (Micaela Pedros, Joining Bottle).
Bahan kayu yang digunakan pada penelitian ini adalah kayu jati kelas II, dan botol plastik yang digunakan adalah jenis 1 atau tipe PET.
Alasan menggunakan botol tipe PET adalah karena sifatnya yang mudah merekat pada kayu sambungan saat dipanaskan, dan juga mudah dijumpai di lingkungan sekitar.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh jumlah lapisan botol plastik terhadap kekuatan tarik pada sambungan limbah kayu dengan alat sambung limbah botol plastic.
Plastik merupakan bahan polimer sintesis yang dibuat melalui proses poli-merisasi dimana tidak dapat lepas dari kehidupan kita sehari-hari yang umumnya kita jumpai dalam bentuk plastik kemasan ataupun penggunaannya pada alat-alat listrik dan peralatan rumah tangga (Nasution, 2015). Salah satu jenis botol plastik adalah PET - Polyethylene Terephthalate, bahan ini biasa digunakan untuk memproduksi botol- botol plastik tembus pandang. Untuk air minum dalam kemasan atau botol
4
minyak goreng, kecap dan sambal.
Kemasan ini biasanya digunakan sekali pakai. Bahan ini melunak pada suhu 80 ºC (Kaleka, 2014).
Kayu merupakan hasil hutan dari kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus, yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian kayu disini ialah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon- pohon di hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut, setelah diperhitungkan bagian-bagian mana yang lebih banyak dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar (Dumanauw, 1990: 11).
Jati (Tectona grandis L. f.) merupakan salah satu jenis kayu yang paling banyak diminati sejak dahulu karena memiliki corak yang unik dan elegan, kuat, awet, stabil, dan mudah dikerjakan (Wahyudi, Priadi, dan Rahayu, 2014).
Konstruksi sambungan kayu adalah susunan (model, tata letak) dua batang kayu atau lebih yang saling disambungkan satu sama lain sehingga menjadi satu batang kayu yang panjang.
Jadi lebih fokus pada bagaimana cara menyusun kayu yang akan disambungkan dan model yang direncanakan. Pada prinsipnya sambungan kayu dapat dibagi menjadi tiga macam yaitu : (1) Sambungan kayu ke arah memanjang, (2) Sambungan kayu ke arah melebar, (3) Sambungan kayu ke arah menyudut.
Selain tiga macam sambungan kayu tersebut di atas, masih ada lagi dua sambungan lain yaitu sambungan bersusun dan sambungan dengan pengunci. Sambungan kayu ke arah memanjang ada dua macam yaitu
memanjang ke arah mendatar (misalnya sambungan bibir lurus, sambungan bibir lurus berkait, sambungan bibir miring, sambungan bibir miring berkait), dan ke arah tegak (misalnya sambungan takikan lurus, sambungan mulut ikan, sambungan takikan lurus rangkap, sambungan purus lurus) (Soemardjo, 2002).
Alat sambung dalam membuat sambungan kayu ada beberapa jenis yaitu: (1) Baut merupakan salah satu alat sambung mekanik yang dapat digunakan dalam pembuatan sambungan limbah kayu. Penggunaan baut sebagai alat sambung telah banyak digunakan dan dapat diaplikasikan dalam konstruksi kayu yang menerima beban besar, namun masih terdapat kekurangan dari alat sambung baut yaitu efisiensi rendah dan deformasi besar. Oleh karena itu diperlukan suatu metode yang mudah untuk mengetahui besar beban yang mampu diterima oleh sambungan baut sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan meminimalisasi deformasi (Sadiyo, dkk, 2012). (2) Botol plastik merupakan inovasi alat sambung yang digunakan pada sambungan. Penerapan penggunaan alat sambung dengan botol plastik dapat diaplikasikan pada konstruksi struktural ataupun tidak.
Namun masih terdapat kekurangan dalam sambungan ini yang perlu ditambahkan atau diperbaiki inovasinya. (3) Lem, metode praktis dalam penyambungan kayu yaitu dengan direkatkan dengan lem. Metode penyambungan dengan lem relatif lebih cepat dan mudah dikerjakan, sehingga waktu yang dibutuhkan lebih singkat.
Lem digunakan untuk mengikat aneka komponen struktur secara efektif dan mudah (Handayani, 2009).
Bentuk sisi kayu merupakan bentuk penampang dari kayu. Bentuk sisi kayu yang tidak rata menjadi
5
sebuah solusi untuk meningkatkan kekuatan kayu (Yoresta & Sidiq, 2016:28). Bentuk sisi yang tidak rata tersebut biasanya akibat adanya coakan atau alur. Coakan maupun alur disini hanya untuk memudahkan penamaan.
Pada prinsipnya keduanya memberikan bentuk sisi yang tidak rata pada kayu.
Untuk sambungan, bentuk coakan lebih sering digunakan daripada alur. Belum pernah ditemukan sebelumnya alur sebagai bagian dari sambungan kayu.
Sedangkan coakan biasa ada pada saat membuat sambungan (Handayani, 2009:12).
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di dua tempat, yaitu pengujian kadar air kayu dan pembuatan benda uji di laboratorium PTB FKIP UNS dan pengujian kuat tarik dilaksanakan di Laboratorium FT UNS. Jenis penelitian ini adalah jenis kuantitatif eksperimen yaitu dengan mengambil gambaran mengenai kekuatan tarik sambungan limbah kayu dengan alat sambung berupa limbah botol plastik sebagai suplemen bahan ajar mata kuliah struktur kayu Pendidikan Teknik Bangunan FKIP UNS. Populasi dalam penelitian ini adalah sambungan kayu yang dilapisi limbah botol plastik yang dipanaskan sebagai alat sambung yang diuji kuat kuat tarik, jumlah populasi sebanyak 50 benda uji. Dimensi kayu sesuai dengan SNI yaitu penampang 2,5x2,5 cm panjang 46 cm untuk uji tarik. Variasi yang digunakan adalah jumlah lapisan botol plastik, yaitu 1 lapis, 2 lapis, 3 lapis, 4 lapis dan 5 lapis untuk masing-masing pengujian. Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini dengan melaksanakan pengujian kuat tarik sambungan kayu. Teknik analisa data yang digunakan adalah regresi linear sederhana.
HASIL PENELITIAN
Tabel 1. Hasil Pengujian Kadar Air Bahan Kayu
Sampel Kadar air
(%) Standar Ket.
1 15,610
<20%
Memenuhi
2 15,870 Memenuhi
3 16,477 Memenuhi
4 15,629 Memenuhi
5 15,929 Memenuhi
Rata-
rata 15,903 Memenuhi
Dari pengujian kadar air kayu memenuhi persyaratan yaitu nilai kadar air < 20% sebagaimana yang telah ditentukan SNI 03 – 6850 – 2002.
Tabel 2. Data Rata-rata Hasil Pengujian Kuat Tarik
No Variasi Sampel uji
Kuat Tarik (kgf/cm2)
1 1 Lapis 9,82
2 2 Lapis 16,98
3 3 Lapis 18,8
4 4 Lapis 21,25
5 5 Lapis 23,50
6 Kayu Utuh 442,985
PEMBAHASAN
Dari data di atas dapat dilihat bahwa kuat tarik terbesar yang dihasilkan pada variasi 5 lapis yaitu 23,50 kgf/cm2 dan terkecil yaitu 9,82 kgf/cm2 pada variasi 1 lapis.
Kuat tarik yang diperoleh meningkat sesuai dengan jumlah lapisan botol plastik yang diberikan pada sambungan kayu. Namun nilai kekuatan tarik sambungan masih terlalu kecil dibandingkan dengan kekuatan tarik kayu utuh, dimana nilai tertinggi hanya 5,30% dari kekuatan tarik kayu utuh. Sedangkan dalam penelitian (Widyawati, (2009) tentang pengujian kuat tarik sambungan kayu tegak dengan alat sambung perekat diperoleh kuat tarik rata-rata sebesar 25,468 kgf/cm2. Pada saat pengujian kekuatan tarik
6
didapatkan kerusakan pada bagian sambungan, yaitu terlepasnya botol plastik dari kayu. Hal tersebut menunjukkan lemahnya kekuatan atau rekatan botol plastik pada sambungan.
Pada penelitian ini, bentuk sambungan adalah sambungan tegak yang merupakan bentuk sambungan yang paling lemah terhadap beban tarik. Widyawati (2009:85) dalam penelitiannya menghasilkan kesimpulan bahwa kuat tarik sejajar serat sambungan tegak paling rendah dibandingkan dengan sambungan miring pada semua variasi kemiringan. Adanya coakan dengan jumlah yang lebih banyak pada setiap sisi mampu memberikan hasil kuat tarik sejajar serat yang lebih baik. Kuat tarik sejajar serat dapat bertambah dengan adanya permukaan benda yang tidak rata.
Sun dkk. (2005) dalam Ashori, Sheshmani & Fashapoeh, (2013:3) yang menyatakan, kekuatan tarik dari komposit dipengaruhi oleh pecahan pengisi dan lekatan permukaan antara butiran kayu dengan susunan plastik. Penyebabnya yaitu lekatan permukaan antara susunan butiran kayu dan susunan plastik yang lemah. Lekatan yang lebih baik tentu akan meningkatkan nilai deformasi yang lebih baik pula pada susunannya terutama dalam area elastis dan meningkatkan kekuatan modulusnya. Di bawah ini adalah gambar kerusakan sambungan tarik setelah pengujian.
Gambar 1 Kerusakan sampel pada sampel uji tarik
SIMPULAN
Penelitian ini menghasilkan kesimpulan bahwa:
1. Terdapat pengaruh yang sugnifikan antara jumlah lapisan botol plastik terhadap kekuatan tarik pada sambungan limbah kayu dengan alat sambung limbah botol plastik.
2. Semua variasi jumlah lapis sambungan botol plastik menghasilkan kekuatan tarik sambungan kurang dari kekuatan tarik bahan kayu utuh. Kuat tarik tertinggi yang dicapai, pada variasi umlah lapis 5 yaitu hanya 5,30% dari kuet tarik kayu utuh (tanpa sambungan).
SARAN
1. Bahan kayu yang akan digunakan sebaiknya memiliki kualitas dan kekuatan yang sama antara benda uji satu dan yang lainnya.
2. Perlu adanya kajian lebih lanjut mengenai bentuk, jumlah, dan kedalaman coakan agar botol plastik dapat merekat secara sempurna.
3. Pembuatan coakan sebaiknya dilakukan dengan menggunakan alat yang dapat menghasilkan coakan dengan ukuran seragam.
4. Perlu adanya inovasi dalam pemilihan jenis botol plastik agar saat dipanaskan dapat merekat secara sempurna pada permukaan kayu dan juga coakan.
5. Perlu adanya inovasi pada sampel uji kuat tarik, agar nilai kekuatan yang dihasilkan dapat meningkat.
6. Perlu adanya penelitian lanjutan mengenai jumlah lapisan botol plastik lebih dari 5 lapis.
7
DAFTAR PUSTAKA
Ashori, A., Sheshmani, S., &
Fashapoeh, M.A. (2013). Wood plastic composite using graphene nanoplatelets . Jurnal International Journal of Biological Macromolecules vol.
58 : 1– 6.
Dumanauw, J.F. (1990). Mengenal Kayu. Yogyakarta: Penerbit Kanisius
Ervianto, & Wulfram, I. (2012).
Selamatkan Bumi melalui Konstruksi Hijau. Yogyakarta:
Andi Offset
Handayani, S. (2009). Metode Perekatan Dengan Lem Pada Sambungan Pelebaran Kayu.
Jurnal Teknik Sipil &
Perencanaan UNNES, Vol. 11, 11–20
Kaleka, N. (2014). Kerajinan Lampu Hias Dari Botol Palstik Bekas.
Yogyakarta: ARCITRA.
Diambil 21 Oktober 2016 dari http://digilib.kebumenkab.go.id/i nlislite3/opac/detail-opac?
id=20642
Nasution, S.R. (2015). Berbagai Cara Penanggulangan Limbah Plastik. Junrnal Penelitian. UIN Ar-Raniry Banda Aceh.
Diperoleh 12 Oktober 2016 dari https://jurnal.ar-
raniry.ac.id/index.php/elkawnie/
article/view/522
Pedros, Micella (2014). Joinning Bottles. diperoleh tanggal 19
Januari 2017 dari
http://micaellapeedros.com Priyono. (2001). Potensi Pemanfaatan
Limbah Kayu. tersedia:
http://www.cybertokoh.com.
Diakses 17 September 2016
Sadiyo, Sucahyo, Imam Wahyudi, Fengky Satria Yoresta, Nurhasanah dan Muhammad Sholihin. (2012). Analisis Kekuatan Sambungan Geser Ganda Enam
SNI 03-6850-2002. Metode Pengujian Kadar Air Kayu. BSNI: Jakarta.
SNI 03-3399-1994. Metode Pengujian Kuat Tarik Kayu di Laboratorium. BSNI: Jakarta.
SNI 03-3958-1995. Metode Pengujian Kuat Tekan Kayu di Laboratorium. BSNI: Jakarta.
Soemardjo. (2002). Menggambar Sambungan Kayu. Yogyakarta.
Departemen Pendidikan Nasional Direktorat Pendidikan Menegha Kejuruan Jakrta Proyek Pengembangan Sistem Dan Standar Pengelolaan SMK Wahyudi, I., Priadi, T., & Rahayu, I.S.
(2014). Karakteristik dan Sifat- Sifat Dasar Kayu Jati Unggul Umur 4 dan 5 Tahun Asal Jawa Barat. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia, 19 (1), 50-56
Wahyuni, T. (2016). Indonesia Penyumbang Sampah Plastik Terbesar Ke-dua Dunia. CNN Indonesia. Diperoleh pada 12 September 2016 dari http://m.cnnindonesia.com/gaya- hidup/-20160222182308-277- 112685/indonesia-penyumbang- sampah-plastik-terbesar-ke-dua- dunia
Widyawati, R. (2009). Perbandingan Kekuatan Butt Joint Dan Scarf Joint Pada Kayu Dengan Alat Sambung Perekat. Jurnal Rekayasa, 13(1), 81–91.
Diperoleh pada tanggal 12 Desember 2017 dari http://ft- sipil.unila.ac.id/ejournals/index.
php/jrekayasa/article/view/40
8
Yoresta, F. S., & Sidiq, M. I. (2016).
Pengaruh Variasi Bentuk Kombinasi Shear Connector Terhadap Perilaku Lentur Balok Komposit Beton-Kayu. Jurnal Rekayasa Sipil (JRS-Unand), 12(2). Diperoleh pada tanggal 26 September 2017 dari http://jrs.ft.unand.ac.id/
index.php/jrs/article/view/v12- n2-yoresta
