UJI KUAT GESER MENGGUNAKAN BAHAN FILLER PADA LAMINASI KAYU AKASIA. Arifal Hidayat

Transkripsi

1 UJI KUAT GESER MENGGUNAKAN BAHAN FILLER PADA LAMINASI KAYU AKASIA Arifal Hidayat Uji Kuat Geser Menggunakan Bahan Filler Abstrak Kayu di Indonesia saat ini sangat sulit ditemui di pasaran, namun kayu Akasia mudah tumbuh di seluruh Indonesia. Karena itu perlu dilakukan upaya pengembangan teknik laminasi dengan maksud untuk menghemat pemakaian kayu. Selain itu dengan pemakaian perekat, kayu yang disambung tidak mengalami pengurangan luas penampang jika memakai alat sambung lain yang memerlukan lubang dalam kayu (paku, baut, dan sebagainya). Pengujian dilakukan menggunakan metode ASD (Alloable Stress Design) menurut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI-1961). Tujuan dari penelitian ini adalah ingin mengetahui nilai dari kuat geser yang diakibatkan penggunaan filler dari tepung terigu yang divariasi 0%, 5%, 10%, 15% dan 20% pada laminasi kayu Akasia. Dari jumlah perekat labur urea formaldehyda 40 MDGL, 50 MDGL dan 60 MDGL dengan tujuan balok laminasi mempunyai nilai kuat geser yang tinggi bisa bermanfaat untuk dijadikan bahan konstruksi pada umumnya. Benda uji dengan keseluruhannya sebanyak 75 buah blok laminasi dan solid 5 buah dengan ukuran sesuai peraturan ASTM. Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat disimpulkan baha nilai kuat geser laminasi kayu Akasia pada pengunaan filler 0% sampai 20% pada perekat labur MDGL dengan variasi perekat labur, uji geser laminasi yang dihasilkan baha semakin besar variasi filler menghasilkan kuat geser kayu cenderung menurun. Kata kunci: filler, kuat geser, Akasia. Abstract Timber in Indonesia is currently very difficult to find in the market, but easily gron Acacia ood throughout Indonesia. Because it is necessary for development efforts lamination techniques in order to save the use of ood. In addition to the use of adhesives, ood jointed cross-sectional area did not experience a reduction if using other tools that require continued holes in ood (nails, bolts, etc.). Tests carried out using the method of ASD (Alloable Stress Design) according to Indonesian Wood Construction Regulation (PKKI-1961). The purpose of this study as to determine the value of shear strength cause of filler used flour varied from 0%, 5%, 10%, 15% and 20% in Acacia ood laminates. From the amount of urea formaldehyde adhesive labur MDGL 40, 50 and 60 MDGL MDGL ith the aim of laminated beams having high shear strength values can be useful to be used as construction materials in general. The overall test object ith as many as 75 pieces laminated and solid blocks 5 pieces ith size according to ASTM regulations. Based on the analysis and discussion can be concluded that the shear strength value of acacia ood laminate on the use of filler 0% to 20% at MDGL labur adhesive ith adhesive labur variation, the resulting laminate shear tests that the greater variation of shear strength of ood filler yield tends to decline. Keyords: filler, shear strength, Akasia Arifal hidayat, Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 9

2 1. PENDAHULUAN Kayu merupakan hasil hutan yang bersifat mudah diperbaharui, mempunyai kekuatan yang tinggi dan berat yang rendah, mempunyai daya penahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik, mudah dikerjakan, relatif murah, dapat mudah diganti dan bisa didapat dalam aktu singkat. Jumlah kayu di Indonesia saat ini telah banyak berkurang dan sulit ditemui di pasaran, namun kayu jenis Akasia mudah tumbuh di seluruh Indonesia. Kebutuhan akan penyambungan konstruksi kayu yang melebihi panjang kayu normal sehingga dibutuhkan teknologi penyambungan. Salah satu cara untuk melakukan penyambungan kayu dapat dilakukan dengan teknologi perekatan. Teknologi perekatan bisa digunakan untuk membuat produk balok laminasi yang berukuran penampang besar dan panjang bentangnya melebihi ukuran balok kayu olahan yang ada di pasaran. Sebagai alat sambung, menurut Suarno (1982) perekat merupakan sambungan yang paling kuat dan kokoh karena daerah pegeserannya relatif kecil sekali. Selain itu dengan pemakaian perekat, kayu yang disambung tidak mengalami pengurangan luas tampang seperti halnya jika memakai alat sambung lain yang memerlukan lubang dalam kayu (paku, baut, pasak dan sebagainya). Saat ini telah banyak jenis bahan perekat kayu sintesis beredar di pasaran, seperti perekat phenol formaldehyda, urea formaldehyda, isoceanate (poly urethane), melanin formaldehyde. Beberapa jenis perekat sesuai diaplikasikan untuk tujuan laminasi balok struktur. Namun kurangnya penelitian tentang teknologi laminasi dengan bahan perekat kayu konstruksi dengan teknik perekat belum banyak diaplikasikan di Indonesia. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai kuat geser pada laminasi kayu Akasia dengan penggunaan jumlah perekat terlabur urea formaldehyda dan penggunaan filler tepung terigu yang bervariasi. Kayu Akasia Kayu Akasia yang tumbuh di Indonesia menurut Webb et al (1984) ada tiga jenis, yaitu: Acacia Mangium, Acacia Uriculifornis, Acacia Crassicarpa. Kayu Acacia Mangium atau dikenal dengan Akasia berdaun lebar berasal dari Australia, menyebar alami di Queensland Utara Australia, Papua Ne Guinea hingga propinsi Papua dan Maluku. Termasuk berumur pendek (30-50 tahun), mampu beradaptasi terhadap tanah asam (ph 4,5-6,5) menurut Webb et al (1984) Akasia Mangium dapat hidup pada daerah dengan curah hujan mm dan lebih. Sifat-Sifat Kayu A. Sifat fisis kayu: 1. Berat jenis kayu m ρ V Dimana : ρ = Berat jenis kayu m = Berat sampel kayu dengan kondisi kayu tertentu (gram) V = Volume kayu (mm) Tabel 1. Hubungan berat jenis dengan kelas kuat kayu menurut PKKI Berat jenis Kekuatan lentur Kekuatan tekan Kelas kuat ( gr/cm 3 ) (kg /cm 2 ) (kg /cm 2 ) I II 0,90-0, III 0,60 0, IV 0,40 0, V < 0,30 < 360 < Kadar air kayu u o u u 100 o % Dimana : u u = Kadar air kayu u = Berat benda uji aal kering udara (gram) o = Berat benda uji kering oven (gram) 3. Pengerutan dan pengembangan kayu. B. Sifat mekanis kayu: 1. Keteguhan tarik 2. Keteguhan rekat/kompres 3. Keteguhan geser 4. Keteguhan lengkung/lentur 5. Keteguhan belah. Page 10 JURNAL APTEK Vol 4 No. 1 Januari 2012

3 Uji Kuat Geser Menggunakan Bahan Filler Perekat Kayu Tabel 2. Jenis perekat dan kegunaannya menurut PKKI Cocok untuk Macam perekat Casein Urea formaldehyde Resorcinol resin Phenolic resin Bentuk dalam perdagangan Tepung Cairan atau tepung dengan bahan pengeras Cairan dengan zat pengeras Cairan dengan zat pengeras bangunan Yang terlindung, seperti kudakuda dan sebagainya Yang terlindung, dimana arna perlu diutamakan Yang tidak terlindung, seperti jembatan, stadion, bangunan kapal Yang tidak terlindung, seperti jembatan, stadion, bangunan kapal Beberapa jenis perekat yang umumnya dipakai pada kayu, yaitu: 1. Perekat phenol formaldehyda (PF) 2. Perekat resorsinol formaldehyde (RF) 3. Perekat melamin formaldehyda (MF) 4. Perekat urea formaldehyda (UF) Menurut Prayitno (1996), satuan luas permukaan rekat ditentukan dengan satuan Inggris sebesar seribu kaki persegi (1000 squre feet) dikenal dengan sebutan MSGL (pelaburan satu sisi). Untuk perekatan dua sisi (MDGL) memerlukan tambahan perekat sebesar 10 %. Proses dan pengerasan reaksi selama perekatan berlangsung dengan bantuan pemanasan atau bahan katalis. Beberapa faktor yang mempengaruhi pengerasan perekat antara lain bahan katalis dan suhu. Selain itu bahan tambahan juga diperlukan untuk menekan biaya atau meningkatkan sifat perekatan (kekentalan). Bahan tambahan tersebut dapat berupa bahan pengembang atau bahan pengisi (filler). Faktor perekat dipengaruhi oleh bahan pengisi (filler) dan bahan pengeras. Laminasi Laminasi merupakan lapisan kayu gergajian yang dilekatkan dengan bahan resin tertentu sehingga semua lapisan seratnya sejajar pada arah memanjang. Kayu laminasi memiliki beberapa kelebihan dibanding kayu gergajian lainnya, yaitu ukurannya dapat dibuat lebih panjang, lebih lebar, pengeringan aal pada tiap lapis kayu laminasi dapat mengurangi perubahan bentuk, serta pengurangan kekuatan akibat cacat kayu (mata kayu). Kayu laminasi diproduksi dengan ketebalan lapisan tidak lebih dari 2 inci atau 5 cm dan lebarnya dapat dibuat bervariasi 3 1 sampai 10 2 inci atau 7,5 sampai 21,5 cm. sedangkan kadar air tiap lapisnya dibatasi sebesar ± 16 % sebelum melakukan perekatan dan perbedaan tiap lapisnya dibatasi sampai 5 % (Breyer, 1998). 2. METODE PENELITIAN Bahan Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Kayu Akasia Mangium Bahan baku kayu Akasia Mangium dengan ukuran panjang 30 cm dan tebal 5 cm 2. Bahan perekat Bahan perekat yang digunakan jenis urea formaldehida tipe UA Bahan pengeras Bahan pengeras perekat yang digunakan jenis urea formaldehyde jenis H 4 Cl berbentuk bubuk. Alat Penelitian Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah: 1. Alat untuk pengolahan dan penyiapan bahan (mesin gergaji, mesin pengerut, meteran, adah tempat pengaduk perekat, alat pengaduk, pelat baja dan klem penjepit, timbangan Ohaus) 2. Alat uji fisik dan mekanik kayu (Vacum oven, timbangan meja dengan ketelian 0,001 gram, kapiler ketelitian sampai 0,05 mm, mesin uji kapasitas 20 KN dan 200 KN, alat pengempa profil baja manual) 3. Alat untuk benda uji geser kayu laminasi (Timbangan meja, gelas ukur, rol siku, gergaji potong, pahat, alat tulis, alat pengaduk perekat). Arifal hidayat, Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 11

4 Prosedur Penelitian Pelaksanaan penelitian ini dibagi dalam beberapa tahapan, yaitu: 1) Pengujian sifat fisik kayu Akasia menurut standar ASTM 2) Pengujian sifat mekanik dan uji geser kayu laminasi menurut standar ASTM Rancangan benda uji Tabel 3. Jumlah benda uji geser untuk geser laminasi Jumlah perekat No Jumlah filler (%) (gram) Jumlah benda uji 1 40 MDGL 0%, 5%, 10%, 15%, 20% MDGL 0%, 5%, 10%, 15%, 20% MDGL 0%, 5%, 10%, 15%, 20% 25 Gambar 1. Benda uji kayu Akasia 3. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil pengujian sifat fisik kayu Akasia 1. Kadar air kayu Akasia Hasil pengujian kadar air di Laboratorium Jurusan Teknik Kimia Universitas Riau baha kadar air rata-rata dari jumlah sampel 5 kayu Akasia sebesar 15,417 %. Kadar air kering udara yang disyaratkan berkisar antara %. 2. Berat jenis kayu Akasia Hasil pengujian berat jenis di Laboratorium Jurusan Teknik Kimia Universitas Riau baha berat jenis kayu rata-rata dari jumlah sampel 5 kayu Akasia sebesar 0,639 gr/cm 3. Kayu dengan berat jenis kurang dari 0,36 gr/cm 3 termasuk kategori kayu ringan, sedangkan kayu dengan berat jenis lebih dari 0,5 gr/cm 3 termasuk kategori kayu berat. Makin tinggi berat jenis kayu, maka kekerasan dan kekuatannya akan bertambah. B. Hasil pengujian sifat mekanik kayu Akasia 1. Kuat geser kayu solid Tabel 4. Pengujian geser kayu (solid) Ukuran (cm) Sampel kayu Akasia Lebar Panjang Luas (mm 2 ) Kuat geser (gr/cm 2 ) Jumlah rata-rata Kuat geser laminasi dan penggunaan filler bervariasi Tabel 5. Nilai kuat geser laminasi kayu Akasia Mangium Filler Filler 0% Filler 5% Filler 10% Filler 20% 15% Jumlah Kuat Kuat perekat Kuat geser Kuat geser Kuat geser geser geser terlabur rata-rata rata-rata rata-rata (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 rata-rata rata-rata ) (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 (kg/cm 2 ) ) 40 MDGL 36, ,636 20,99 18,85 16,92 50 MDGL 33,41 21,13 20,59 16,35 15,50 60 MDGL 31,342 15,926 15,48 15,08 12,06 Hasil pengujian laminasi kayu Akasia pada perekat labur 40 MDGL kerusakan laminasi kayu Akasia terletak pada filler 0% rata-rata 82%, untuk jumlah perekat labur 50 MDGL kerusakan laminasi kayu Akasia terletak pada filler 10% ratarata 44% sedangkan untuk jumlah perekat 60 MDGL kerusakan laminasi kayu Akasia terletak pada filler 5% rata-rata 29%. Gambar 2. Kerusakan kayu balok laminasi pada perekat 40, 50, 60#MDGL Page 12 JURNAL APTEK Vol 4 No. 1 Januari 2012

5 Uji Kuat Geser Menggunakan Bahan Filler 4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat disimpulkan baha nilai kuat geser laminasi kayu Akasia pada pengunaan filler 0% sampai 20% pada perekat labur MDGL dengan variasi perekat labur, uji geser laminasi yang dihasilkan baha semakin besar variasi filler menghasilkan kuat geser kayu cenderung menurun. DAFTAR PUSTAKA Anonim, Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia NI-5 (PKKI), Bandung, Blass et al., Timber Engineering Step I, First Edition, Centrum Hout, Nederland, Breyer, Design of Wood Structurres, Second Edition, MC Gra Hill, Ne York, Fakhri, Pengaruh Jumlah Kayu Pengisi Balok Komposit Kayu Kering Sengon Terhadap Kekuatan dan Kekakuan Balok Kayu Laminasi, Tesis Program Pascsarjana Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Kardiyono, Buku Ajar Bahan Bangunan, Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta, Prayitno, Perekatan Kayu, Fakultas Kehutanan UGM, Yogyakarta, Suarno Wiryomartono, Konstruksi Kayu Jilid I, Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta, Arifal hidayat, Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 13

6 Page 14 JURNAL APTEK Vol 4 No. 1 Januari 2012