BAB V HASIL PENELITIAN
2. Uji Sifat Mekanis
a. Bending Statis
Dari hasil pengujian kekuatan lentur dengan posisi garis rekat tegak lurus dengan beban yang diterima atau terlentang (flatwise), menunjukkan bahwa kayu jati, laminasi bambu dan laminasi bambu - sengon 3 lapis mempunyai kekuatan yang tinggi dibandingkan dengan variasi spesimen lainnya. Untuk lebih jelasnya perbedaan kekuatan lentur antara kayu, laminasi kayu, kombinasi kayu-bambu dan laminasi bambu dapat dilihat pada gambar berikut ini.
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000
A B C D E F G
VARIASI SPESIMEN
MOR FLATE
EDGE
Gambar 16. Kekuatan Lentur Statik (Bending).
Apabila ditinjau dari perbandingan dengan density, maka pada umumnya laminasi bambu-sengon mempunyai elastisitas yang lebih baik dibandingkan dengan kayu jati, tetapi karena peraturan dari Biro Klasifikasi Indonesia yang mengatur tentang kapal kayu, bahwa density yang terlalu rendah tidak diperbolehkan untuk digunakan pada konstruksi utama kapal. Sehingga berdasarkan density dan ke- elastisitas-an bahan, laminasi bambu-sengon dengan komposisi sengon 33.33 % memenuhi persyaratan untuk bahan kapal. Gambar dibawah ini menunjukkan ke-elastisitas-an bahan per satuan density
0 50000 100000 150000 200000 250000
A B C D E F G
VARIASI SPESIMEN
KEKEUATAN
FLAT EDGE
Gambar 17. Kekuatan Lentur Statik (Bending).
Dengan analisa RAL-pun menunujukkan bahwa ada perbedaan yang nyata (signifikan) antara kayu solid atau laminasi kayu dengan bambu dan laminasi bambu. Hal ini ditunjukkan hasil perhitungan (F-hitung) yang lebih tinggi dibandingkan dengan Tabel (F-tabel).
Selain itu komposisi, dalam ini kayu sengon, penempatan bahan pengisi yang mempunyai sifat mekanis lebih rendah dibandingkan dengan bambu ditempatkan pada posisi ditengah, akan memberikan kekuatan yang lebih baik dan density laminasi bambu akan lebih rendah.
Sehingga sesuai dengan persyaratan bahan Biro Klasifikasi Indonesia, laminasi bambu dengan kayu sengon berada ditengah memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai bahan pembangunan kapal. Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000
C C'
POSISI BAHAN PENGISI
MOR FLATE
EDGE
Gambar 18. Perbandingan Kekuatan Laminasi Bambu dengan Posisi Kayu Sengon diluar dan didalam.
Inisial C adalah posisi kayu sengon berada ditengah-tengah bambu, sedangkan C’ posisi kayu sengon berada diluar. Pada konstruksi C, beban yang tegak lurus dengan garis rekatan (flat), bambu mempunyai peranan yang sangat penting, sehingga laminasi bambu masih mempunyai kekuatan yang tinggi, sedangkan dengan pembebanan searah garis rekatan (edge) mempunyai kekuatan yang rendah dibandingkan dengan posisi flat, karena kekuatan bertumpu dan ditahan oleh bambu dan kayu sengon secara bersamaan.
Sedang pada konstruksi C’, pada saat pembebanan tegak lurus garis rekat, maka yang bekerja untuk menahan gaya (strain, stress) hanya kayu sengon. Kayu sengon mempunyai sifat mekanis yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan bambu dan kayu sengon mempunyai kelas kuat V. pada saat pembebanan sejajar garis rekatan, kayu sengon dan bambu secara bersama-sama menahan gayan yang diterima, sehingga mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan pembebanan tegak lurusw garis rekat, dimana kayu sengon secara sendiri menahan beban tersebut.
(b). Kekuatan Tarik (Tension).
Hasil uji tarik (tensile) dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Dari hasil uji tersebut laminasi bambu mempunyai kekuatan tarik paling tinggi, hal ini disebabkan bahwa bambu mempunyai kekuatan tarik yang tinggi dibandingkan dengan kayu jati, sehingga dengan konstruksi laminasi akan menjadikan bambu lebih kuat lagi.
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000 1000000
STRENGTH
A B C D E F G
VARIASI SPESIMEN
Gambar 19 Kekuatan Tarik (Tension).
Tetapi apabila dilihat dari kekuatan per density, artinya bahwa dengan density yang sama, laminasi bambu - sengon dengan komposisi kayu sengonnya 33.33 % mempunyai kekuatan paling tinggi dibandingkan dengan contoh uji yang lain. Hal ini dapat dilihat pada gambat atau grafik diberikut ini.
Seperti pada uji elastisitas, bahan laminasi bambu-sengon dengan komposisi kayu sengon sebesar 33.33 % mempunyai elastisitas paling tinggi
0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000
A B C D E F G
VARIASI SPESIMEN
STRENGTH
Gambar 20. Kekuatan Tarik per Satuan Density
Hal ini dikarenakan sifat dari serat bambu yang mempunyai kekuatan tarik yang lebih baik dibandingkan dengan kekuatan tarik kayu.
Sedangkan kombinasi bambu dengan kayu, tidak mempunyai perbedaan
yang nyata. Hal ini disebabkan pada saat kekuatan tarik kayu memcapai maksimum, sedangkan bambu belum mencapai kekuatan maksimum, maka gaya yang bekerja hanya tertumpu pada kekuatan tarik bambu.
Dari hasil analisa, menunjukkan bahwa kekuatan tarik antara kayu, laminasi kayu dan komposit kayu-bambu serta laminasi bambu mempunyai perbedaan yang tidak begitu nyata.
Hal ini dapat diperkuat dengan kerusakan yang terjadi setelah dilakukan uji tarik, dimana yang terjadi kerusakan pada kayunya seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 21. Kerusakan akibat Uji Tarik pada Komposit Bambu.
(c). Kekuatan Pukul (Impact).
Sifat bahan lain yang perlu untuk diketahui sebagai persyaratan untuk kapal kayu adalah sifat kekuatan pukul (impact bending). Dari hasil pengujian yang dilakukan, bahwa kekuatan pukul material komposit kayu-bambu dan laminasi bamboo mempunyai ketahanan pukul yang lebih baik dibandingkan dengan kayu solid atau laminasi kayu. Serat bambu mempunyai kekuatan yang lebih baik dibandingkan dengan kekuatan serat kayu. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 22. Grafik Uji Pukul
Sedangkan kerusakan yang terjadi setelah dilakukan uji impact seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 23. Kerusakan akibat Uji Pukul pada Komposit Bambu.
(3). Kekuatan Komposit Bambu Terhadap Beban Dinamis (Dynamic Loading).
Pengujian ini dilakukan, karena beban yang terjadi atau gaya yang diterima oleh konstruksi utama kapal adalah beban dinamis yang berlangsung secara terus menerus. Dari pengujian awal dengan beban atau frekwensi dikurangi menjadi 60 % dari kekuatan statik, diperoleh hasil bahwa komposit bambu mempunyai kelelahan atau endurance limit yang lebih baik dibandingkan dengan komposit kayu, komposit kayu bambu maupun kayu solid. Hal ini ditunjukkan pada kerusakan material komposit bambu terjadi pada siklus beban yang lebih tinggi, yaitu sekitar 103 kali penerimaan beban. Sedangkan contoh uji lainnya dibawah siklus beban tersebut. Demikian juga makin tinggi jumlah lapisan akan semakin lama siklus penerimaan beban.
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0
Solid Lam
inasi 3 Lam
inasi 5 Ko
mbinasi 3 Ko
mbinasi 5 Lam
. B am
bu
Variasi Spesimen
Kekuatan (kg/cm2)
0 50 100 150 200
10^0 10^3 10^5 10^7
number of cycle
kuat tarik (N/mm2)
kayu jati (solid) laminasi jati-bambu (3 lapis) laminasi jati-bambu (5 lapis) laminasi bambu
Dari hasil pengujian ketahanan beban dinamis terhadap kayu jati (solid), laminasi kayu jati-bambu betung dan laminasi bambu betung pada uji kelelahan tarik (tensile fatigue test) didapatkan hasil seperti pada tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian Tensile Fatigue Laminasi Kayu Jati dan/atau Bambu Betung.
10 0 10 3 10 5
Tension Defleksi Tension Defleksi Tension Defleksi
(N/mm2) (mm) (N/mm2) (mm) (N/mm2) (mm)
A 148.310 3.439 111.024 2.964 54.490 0.744
B 109.955 3.559 95.980 2.735 79.050 2.478
C 134.732 3.159 88.678 2.123 84.129 2.856
D 1713.87 4.647 145.196 3.073 131.623 3.227
Keterangan : A : Kayu Jati (solid).
B : Laminasi Kayu Sengon-Bambu Betung (3 lapis) C : Laminasi Kayu Sengon-Bambu Betung (5 lapis) D : Laminasi Bambu Betung.
Tabel diatas didapatkan dari kuat tarik dalam Newton (N) yang dibagi dengan luas penampang (mm2) spesimen uji pada bagian yang paling tipis. Sedangkan defleksi (elongation) adalah perebahan bentuk pada spesimen uji sampai pada batas plastis. Data yang disajikan pada tabel tersebut merupakan rata-rata dari 3 (tiga) spesimen uji yang dilakukan sebagai ulangan dalam penelitian ini.
Gambar 24. Grafik Uji Kelelahan Komposit Bambu.
(4). Ketahanan Komposit Bambu Terhadap Binatang Laut (marine attack).
Karena penggunaan laminasi bambu selalu berhubungan laut, maka perlu dilakukan penelitian ketahanan laminasi terhadapa serangan binatang laut.
Seperti kita ketahui bahwa binatang laut di daerah tropis dikenal sangat ganas
dan popolasinya sangat banyak. Sehingga penggunaan laminasi bambu untuk kapal perlu dilakukan treatment agar dalam penggunaannya, kerusakan akibat serangan binatang laut dapat diminimalkan.
Pada peneltian bahan pengawet yang digunakan Chrome, Copper dan Boron (CCB) dengan konsentrasi 3 %. Proses pengawetan yang digunakan adalah dengan sistem perendaman dalam bak rendam. Hal ini didsarkan atas kesederhanaan pelaksanaan dan kemudahan serta harga bahan yang relatif murah.
Gambar 25. Proses Perendaman Bambu
Bambu laminasi, bambu utuh dan bambu yang sudah diserut dalam bentuk papan kecil-kecil direndam dalam bak rendaman selama 1 (satu) minggu, agar bahan pengawet dapat masuk kedalam bambu lebih dalam.
Pelaksanaan perendaman dilaut dilakukan di Kepulauan Seribu, hal ini disebabkan bahwa populasi dari binatang laut diwilayah tersebut dapat mewakili keadaan binatang laut didaerah tropis yang sebenarnya, karena kalau didekat pantai atau didekat galangan sudah banyak polusi (rumah tangga dan industri) yang menyebabkan binatang laut tersebut kecil keberadaannya.
Gambar 26. Pengujian ketahanan Bambu terhadap Binatang laut
Dari hasil pengujian ketahanan Komposit Bambu terhadap serangan binatang laut (marine attack) menunjukkan bahwa komposit bambu mampu bertahan terhadap serangan binatang laut dengan treatment CCP 3%.
Hal ini ditunjukkan pada hasil perendaman contoh uji dalam laut di perairan Kepulauan Seribu selama 9 (sembilan) bulan.
Dari gambar berikut ini ditunjukkan bahwa kayu dan/atau yang dilakukan perendaman dalam larutan CCB 3% mampu bertahan terhadapa serangan binatang laut.
Gambar 27. Hasil Pengujian ketahanan Kayu Laminasi (diawetkan) terhadap Binatang Laut (marine attack).
Sedangkan laminasi kayu dengan bambu yang tidak diawetkan akan mengalami serangan binatang laut. Tampak pada gambar berikut ini.
Gambar 28. Hasil Pengujian ketahanan Komposit Bambu (tidak diawetkan) terhadap Binatang Laut (marine attack).
Gambar 29. Kerusakan Komposit Bambu (tidak diawetkan) terhadap Binatang Laut (marine attack).
Pada gambar tersebut diatas, nampak bahwa garis rekat dengan menggunakan bahan dasar Resorcinol Phenol Formaldehide tidak dapat ditembus oleh binatang laut. Hal ini menunjukkan bahwa bahan dasar pereket tersebut merupakan bahan beracun dan mampu melindungi badan kapal terhadap serangan binatang laut.
Serangan ini, seperti terlihat pada gambar merupakan lubang yang menembus hingga ke dalam. Selain itu, seperti cacing laut (mollusca), binatang ini tidak memakan badan kapal yang terbuat dari kayu, tetapi hanya menjadikan tempat
tinggal. Hal inipun berakibat fatal terhadap lambung kapal yang akan menyebabkan kebocoran pada lambung kapal.
Demikian juga dengan bambu betung, tanpa mengalami atau perlakuan pengawetan akan diserang oleh binatang laut. Hal ini dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Dalam gambar tersebut terlihat dengan kelas, bahwa bambu akan mengalami kerusakan berupa lubang-lubang. Tetapi pada kulit bambu tidak mengalami serangan binatang laut yang berupa penggerak maupun pemakan seperti cacing laut.
Gambar 30. Kerusakan Bambu Betung (tidak diawetkan) terhadap Binatang Laut (marine attack).
Tetapi dengan pengawetan menggunakan CCB 3% bambu mampu bertahan terhadap serangan binatang laut. Hal ini dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 31. Kerusakan Bambu Betung (diawetkan) terhadap Binatang Laut (marine attack).
Tetapi dibandingan kayu mahoni tanpa diawetkan, bambu betung masih mampu bertahan serangan binatang laut. Hal ini ditunjukkan pada gambar berikut ini tingkat kerusakan bambu betung dengan kayu Mahoni yang tidak diawetkan dan kayu Mahoni mengalami tingkat kerusakan yang lebih tinggi dibandingkan dengan bambu Betung.
Gambar 32. Kerusakan kayu Mahoni (tidak diawetkan) terhadap Binatang Laut (marine attack).
Dari hasil pengujian ketahanan kayu dan/atau bambu betung terhadap serangan binatang laut menunjukkan bahwa dengan perlakuan pengawetan CCB 3%
mampu bertahan terhadap serangan binatang laut. Hal ini sudah memenuhi persyaratan Biro Klasifikasi (BKI) tentang peraturan Kapal Kayu tahun 1996, yaitu bahan untuk pembangunan kapal kayu harus mampu bertahan dalam waktu yang lama terhadap serangan binatang laut.