PENGARUH KOMBINASI TEBAL DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA TERHADAP KARAKTERISTIK PANEL LAMINASI SILANG KAYU NANGKA (Artocarpus heterophyllus Lamk.

Transkripsi

1 PENGARUH KOMBINASI TEBAL DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA TERHADAP KARAKTERISTIK PANEL LAMINASI SILANG KAYU NANGKA (Artocarpus heterophyllus Lamk.) ANDI GUNAWAN DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Panel Laminasi Silang Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, April 2014 Andi Gunawan NIM E

4 ABSTRAK ANDI GUNAWAN. Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Panel Laminasi Silang Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.) Dibimbing oleh SUCAHYO SADIYO. Papan laminasi silang adalah panel berlapis majemuk dibuat dari papan (lamina) dimana setiap lamina direkatkan atau di paku secara bersilangan tegak lurus untuk meningkatkan kekakuan dan stabilitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan besarnya pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap sifat fisik dan mekanik papan laminasi silang dari jenis kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus Lamk.) dengan menggunakan paku sebagai alat sambung. Nilai rata-rata kerapatan, kadar air, pengembangan volume dan penyusutan volume papan laminasi silang masing-masing sebesar 0.58g/cm 3, 8,62%, 3,72%, 1,84%. Sedangkan nilai rata- rata kekakuan lentur, kekuatan lentur dan kekuatan geser paku masing-masing sebesar kg/cm 2, 260 kg/cm 2, 18 kg/cm 2. Kata kunci: kayu nangka, kombinasi ketebalan, papan laminasi silang, orientasi sudut lamina ABSTRACT ANDI GUNAWAN. Effect of Thickness and Orientation Angle Combination on the Characteristics of Cross Laminated Timber Made from Nangka Wood (Arthocarpus heterophyllus Lamk.). Supervised by SUCAHYO SADIYO. Cross Laminated Timber is a multi-layer wooden panel made of lumber. Each lamina glued or nailed in cross-wise to the adjacent layers for increased rigidity and stability. The objectives of this research are to determine the effect of lamina thickness combination and angle orientation to characteristic of cross laminated timber from nangka wood (Arthocarpus heterophyllus Lamk.) using nail. The average of density, moisture content, volumetric swelling, volumetric shrinkage are 0.58g/cm 3, 8,62%, 3.72%, 1.84% respectively. And then for modulus of elasticity, modulus of rupture, and shear strength of nail are kg/cm 2, 260 kg/cm 2, 18 kg/cm 2, respectively. Keywords: angle orientation, cross laminated timber, nangka wood, thickness combinationt

5 PENGARUH KOMBINASI TEBAL DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA TERHADAP KARAKTERISTIK PANEL LAMINASI SILANG KAYU NANGKA (Artocarpus heterophyllus Lamk.) ANDI GUNAWAN Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

6

7 Judul Skripsi : Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Panel Laminasi Silang Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.) Nama : Andi Gunawan NIM : E Disetujui oleh Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo M.S Dosen Pembimbing Diketahui oleh Prof Dr Ir I Wayan Darmawan MSc Ketua Departemen Tanggal Lulus:

8

9 PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan menyusun karya ilmiah yang berjudul Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Panel Laminasi Silang Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.). Karya ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Selain itu karya ini menjelaskan tentang pengaruh perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut terhadap sifat-sifat fisis maupun mekanis papan laminasi silang. Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dan keterbatasan dalam penulisan karya ilmiah ini. Semoga hasil karya ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya. Bogor, April 2014 Andi Gunawan

10

11 DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR LAMPIRAN vi PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian 1 Manfaat Penelitian 1 METODE 2 Waktu dan Tempa 2 Alat dan Bahan 2 Prosedur Pembuatan Papan Laminasi Silang 2 Pengujian Panel 5 Prosedur Analisis Data 7 HASIL DAN PEMBAHASAN 8 Kerapatan 8 Kadar Air 9 Pengembangan Volume 9 Penyusutan Volume 10 Modulus of Elasticity (MOE) 11 Modulus of Rupture (MOR) 13 Kekuatan Geser Paku 13 SIMPULAN DAN SARAN 15 Simpulan 15 Saran 15 DAFTAR PUSTAKA 15 LAMPIRAN 17 RIWAYAT HIDUP 21

12 DAFTAR GAMBAR 1. Sketsa pengujian lentur statis (MOE) 3 2. Pola penyusunan lamina 4 3. Pola pemotongan contoh uji panel CLT-P 5 4. Pengujian MOE Panel CLT-P 6 5. Pengujian kekuatan geser paku 7 6. Pola sebaran nilai kerapatan panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina 8 7. Pola sebaran nilai kadar air panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina 9 8. Pola sebaran nilai kembang volume panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Pola sebaran nilai susut volume panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Pola sebaran nilai Modulus of elasticity panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Pola sebaran nilai Modulus of rupture panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Pola sebaran nilai kekuatan geser paku panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina 14 DAFTAR LAMPIRAN 1. Rataan beberapa Sifat Fisis panel CLT-P Kayu Nangka Rataan beberapa Sifat Fisis CLT-P Kayu Nangka Gambar proses pembuatan CLT-P Kayu Nangka 20

13 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Kayu merupakan salah satu bahan bangunan dan bahan baku industri yang saat ini cenderung semakin meningkat permintaannya, karena banyaknya kelebihan dari kayu yg tidak dimiliki dari bahan bangunan dan bahan baku industri lainnya. Permintaan kayu yang semakin meningkat tersebut tidak diimbangi oleh pasokan kayu yang berasal dari hutan alam dan hutan tanaman. Kayu yang berasal dari hutan alam memiliki kualitas yang sangat baik dari segi kekuatan, keawetan, diameter besar, dan sifat lainnya yang cocok untuk kayu bahan bangunan. Namun kayu hutan alam sudah tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan tersebut karena adanya eksploitasi yang berlebihan, konversi lahan, bencana alam, dan lain sebagainya. Kerusakan hutan tersebut akan mengakibatkan menurunnya produksi kayu dari hutan alam, khususnya kayu yang memiliki diameter besar dan kualitas yang tinggi. Pada sisi lain, kayu sebagai bahan bangunan struktural dan non struktural serta bahan baku industri masih terus dibutuhkan dan diminati sehingga secara perlahan konsumen beralih pada kayu yang berasal dari hutan rakyat. Kayu dari hutan rakyat umumnya berdiameter kecil karena disamping pengaruh genetik juga akibat faktor lokasi tempat tumbuh (Sadiyo 2012). Untuk memenuhi ketersediaan kayu bangunan sebagai bahan baku atau komponen struktural yang berkualitas tinggi maka dilakukan berbagai upaya pengembangan teknologi rekayasa kayu dengan memanfaatkan kayu-kayu berdiameter kecil dan berkualitas rendah dari hutan rakyat. Salah satu produk rekayasa kayu yaitu panel laminasi silang atau Cross Laminated Timber (CLT) yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya dan kemudian direkatkan atau dipaku (Associates 2010). CLT merupakan produk yang dikembangkan berdasarkan teknologi rekayasa kayu untuk mengatasi keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu cepat tumbuh berdiameter kecil pada jenis kayu rakyat. Nangka (Arthocarpus heterophyllus) merupakan salah satu tumbuhan lokal yang terdapat di berbagai daerah seluruh Indonesia, kelebihan dari tumbuhan ini adalah kemudahannya dalam proses penanaman dan kualitasnya yang tidak kalah dari kayu jati (Rukmana 1997). Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan besarnya pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik panel laminasi silang kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus) dengan menggunakan paku sebagai alat sambung.

14 2 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan jenis kayu nangka sebagai salah satu jenis kayu rakyat untuk digunakan sebagai bahan struktural dalam pembuatan produk panel laminasi silang. Produk ini terutama dapat digunakan untuk mendukung pengadaan bahan baku secara nasional sebagai komponen komposit untuk lantai, dinding, dan atap bangunan. METODE Waktu dan Tempat Kegiatan penelitian dilaksanakan di laboratorium-laboratorium yang terdapat pada divisi Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, dan Biokomposit kayu Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB Bogor. Penelitian dilaksanakan pada bulan September 2012 hingga Januari Alat dan Bahan Penelitian Alat-alat yang digunakan pada penelitian panel laminasi silang ini antara lain paku, palu, kiln drying, moisture meter, gergaji mesin (circular saw), mesin serut (planner), penggaris, kaliper, mesin bor, deflektometer, timbangan digital, ember, oven, dan desikator. Peralatan utama penelitian adalah UTM (Universal Testing Machine) merk Instron tipe 3369 Series IX Version kapasitas 5 ton digunakan untuk pengujian lentur statis panel laminasi silang. Bahan baku penelitian ini adalah kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus) yang diperoleh dari daerah Cirebon dan Majalengka Jawa Barat. Diameter pohon nangka yang diperoleh bervariasi cm dengan ketinggian antara 4-6 m. Prosedur Pembuatan Papan Laminasi Silang Pengeringan dan Pembuatan Papan Lamina Kayu nangka dalam bentuk log digergaji menjadi papan-papan lamina dengan ketebalan awal yang berbeda (1,5 cm, 2 cm, 2,5 cm dan 3,5 cm), lebar 16 cm, dan panjang 125 cm. Papan-papan lamina dikeringkan di dalam kiln drying selama ± 3 minggu atau sampai mencapai kadar air kering udara yaitu sekitar ± 12-15%. Selanjutnya papan-papan lamina dipotong agar diperoleh sortimen berukuran lebar 12 cm dan panjang 120 cm serta diserut untuk mendapatkan ketebalan yang diinginkan (1 cm, 1,67 cm, 2 cm dan 3 cm). Ukuran akhir papan yang diperoleh memiliki penampang (1x12)cm, (1,67x12)cm, (2x12)cm, dan (3x12)cm masing-masing dengan panjang papan 120 cm. Kontrol yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu solid nangka dengan lebar 15 cm, tebal 5 cm dan panjang 120 cm.

15 Pemilahan Lamina Pemeriksaan secara visual dilakukan dengan mengamati kondisi permukaan lamina sehingga bebas dari cacat-cacat alami ataupun cacat yang timbul akibat pengeringan.pemilahan untuk menentukan nilai elastisitas atau MOE (modulus of elasticity) lamina dilakukan dengan cara pengujian nondestructive test. Prinsip pemilahan elastisitas kayu dilakukan dengan mengukur defleksi di tengah bentang akibat pembebanan tetap (Gambar 1). Prosedur pemilahan lamina tersebut adalah sebagai berikut (Surjokusumo et al. 2003): 1. Lamina yang akan dipilah diletakkan di atas dua tumpuan. 2. Beban A (P 1 ) diletakkan di atas lamina tepat ditengah bentang (di atas jarum deflokmeter), lalu diukur besarnya defleksi (Y 1 ). 3. Beban standar B (P 2 ) kemudian ditambahkan, angka pada deflokmeter dicatat(y 2 ). 4. Beban diturunkan, lamina dibalik dan dipilah ulang seperti sebelumnya. Besarnya nilai modulus elastisitas (MOE) setiap lamina dihitung dengan rumus: 3 3 PL MOE 4 ybh 3 dimana MOE adalah modulus of elasticity (kg/cm 2 ), P= P 2 -P 1 yaitu besar perubahan beban sebelum batas proporsi (kg), L: adalah jarak sangga (cm), Y=Y 2 -Y 1 adalah besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (kg), b adalah lebar contoh uji (cm),dan h adalah tebal contoh uji (cm). /2 /2 Gambar 1 Sketsa pengujian lentur statis Penyusunan Lamina Prinsip penyusunan CLT adalah dengan menempatkan lamina yang memiliki nilai MOE yang tinggi di bagian luar (face dan back) dan lamina yang memiliki nilai MOE rendah di bagian dalam (core). Cross Laminated Timber terdiri dari 3 lapisan lamina dengan 3 kombinasi ketebalan, yaitu tipe CLT A 1 (1-3-1 cm), A 2 (2-1-2 cm) dan A 3 (1,67-1,67-1,67 cm). Bagian tengah (core) panel CLT disusun dengan 5 pola orientasi sudut lamina, yaitu B 1 = 0, B 2 = 30, B 3 = 45, B 4 = 60 dan B 5 = 90 (Gambar 2).

16 4 Gambar 2 Pola penyusunan lamina (sumber : Sadiyo 2012) Penyambungan Lamina Metode penyambungan lamina-lamina dilakukan dengan menggunakan paku bulat berdiameter 2,7 mm dengan panjang paku 5 cm. Lamina yang telah disusun untuk dibuat menjadi panel laminasi silang dibor terlebih dahulu agar lebih mudah dalam pemakuan dan menghindari terjadinya pecah pada kayu. Besarnya lubang bor adalah D dan kedalaman lubang menembus tebal panel CLT. Total jumlah paku sepanjang contoh uji lentur adalah 72 paku. Pemakuan dilakukan secara manual dengan menggunakan alat bantu palu. Dari tahap akhir ini diperoleh panel laminasi silang atau kayu nangka dengan paku sebagai alat sambungnya, untuk selanjutnya disebut CLT-P.

17 5 Pengujian Panel Pengujian panel CLT-P yang dilakukan diantaranya adalah pengujian sifat fisis meliputi kerapatan (ρ), kadar air (KA) dan kembang susut volume didasarkan pada standar ASTM D 143 (2005). Selain itu untuk pengujian sifat mekanis meliputi modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR) sesuai standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber. Pengujian kekuatan geser paku dilakukan sama seperti pengujian kekuatan geser rekat, yaitu mengacu pada standar ASTM D 143 (2005) yang di modifikasi. Pola pemotongan uji panel CLT-P yang diaplikasikan bukan merupakan standar yang tetap, artinya bila contoh uji diambil pada bagian lain tidak akan mempengaruhi sifat fisis maupun mekanisnya. Berikut dibawah ini adalah contoh pola pemotongan uji panel CLT-P. 120 cm Gambar 3 Pola pemotongan contoh uji Panel CLT-P Keterangan : 1. Contoh uji MOE/ 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 penyusutan dan pengembangan volume (5 cm x 5 cm x 5cm) 4. Contoh uji geser paku ( 5 cm x 5 cm x 5 cm) Kerapatan Kerapatan merupakan nilai dari berat dibagi dengan volume contoh uji sebelum di oven, yaitu pada kondisi kering udara. Volume contoh uji (V KU ) dihitung dengan mengalikan dimensi panjang, lebar, dan tebalnya. Dimensi contoh uji tersebut diukur dengan menggunakan kaliper dan selanjutnya ditimbang beratnya (B KU ). Nilai kerapatan dihitung dengan rumus: Kerapatan (g/cm³) = Kadar Air Contoh uji berukuran (5x5x5) cm ditimbang berat awalnya (B KU ) lalu dimasukkan kedalam oven (tanur pengering) pada suhu o C selama + 24 jam hingga mencapai berat konstan (B KT ). Setelah itu ditimbang beratnya menggunakan timbangan digital. Kadar air dihitung dengan rumus : Kadar air (%) = x 100

18 6 Pengembangan Volume Contoh uji berukuran (5x5x5) cm diukur dimensinya (p, l dan t) pada kondisi kering udara untuk menentukan volume awalnya (V A ), lalu direndam selama 1 minggu. Setelah itu contoh uji dikeluarkan dari rendaman lalu diukur dimensinya kembali menggunakan kaliper untuk menentukan volumenya (V B ). Pengembangan volume dihitung dengan rumus : Pengembangan volume (%) = x 100 Penyusutan Volume Contoh uji pada kondisi kering udara diukur dimensinya terlebih dahulu (p, l dan t) kemudian dihitung volumenya (V A ). selanjutnya contoh uji tersebut dioven dalam tanur pada suhu o C selama + 24 jam sampai beratnya konstan (+ 24 jam) lalu diukur dimensinya dan dihitung volumenya (V K ). Penyusutan volume dihitung dengan rumus : Susut volume (%) = x 100 Modulus of Elasticity Contoh uji panel laminasi silang berukuran p = 76 cm, l = 12 cm, t = 5 cm diuji dengan beban terpusat berada ditengah bentang panel, dengan panjang bentang 70 cm. Nilai MOE dihitung dengan rumus : 3 PL 4 Ybh MOE = 3 Dimana : MOE : Modulus of elasticity (kg/cm 2 ) P : Besar perubahan beban sebelum batas proporsi P(kg) L : Jarak sangga (cm) Y : Besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm) b : Lebar contoh uji (cm) h : Tebal contoh uji (cm) Gambar 4 Pengujian MOE Panel CLT-P

19 Modulus of Rupture Contoh uji berukuran p = 76 cm, l = 12 cm, t = 5 cm diuji dengan beban terpusat berada ditengah bentang panel dengan panjang bentang 70 cm. Pengujian dilakukan sampai contoh uji mengalami kerusakan. Nilai MOR dihitung dengan rumus : 3PL MOR = 2 2bh Dimana: MOR : Modulus of rupture (kg/cm 2 ) P : Beban maksimum (kgf) L : Jarak sangga (cm) b : Lebar contoh uji (cm) h : Tebal contoh uji (cm) 7 Kekuatan Geser Paku Contoh uji pada kekuatan geser paku diuji dengan menggunakan UTM (Universal Testing Machine) merk Instron tipe 3369 Series IX Version dengan arah beban tegak lurus terhadap sumbu memanjang paku. Kekuatan geser paku dihitung dengan membagi beban pada sesaran 5 mm dibagi luas bidang geser dengan rumus : Kekuatan Geser Paku = P (kg) luas bidang geser (cm ) Gambar 5 Pengujian kekuatan geser paku (sumber : Ati 2012) Prosedur Analisis Data Proses pengolahan data dilakukan dengan Microsoft Excel 2007, dan dijelaskan menggunakan metode analisis deskriptif kuantitatif. Analisis desktriptif ini adalah kegiatan menyimpulkan data mentah dalam jumlah yang besar sehingga hasilnya dapat ditafsirkan. Metode analisis ini meliputi beberapa kegiatan

20 8 diantaranya adalah mengelompokkan, mengatur, mengurutkan data atau memisahkan komponen dan bagian yang relevan dari keseluruhan data, sehingga data mudah dikelola. Tujuan dari analisis desktriptif ini adalah mencoba untuk menggambarkan pola pola konsisten yang ada dalam data, sehingga hasilnya dapat dipelajari dan ditafsirkan secara singkat dan penuh makna (Fitra 2013). HASIL DAN PEMBAHASAN Kerapatan Nilai kerapatan rata-rata panel CLT-P adalah 0,58 g/cm³. Nilai kerapatan kontrol (papan nangka solid) adalah sebesar 0,63 g/cm³ dan kerapatan panel CLT- I (panel laminasi silang kayu nangka menggunakan perekat isosianat) sebesar 0,60 g/cm³. Nilai kerapatan rata-rata panel CLT-P (gambar 6) memperlihatkan pola sebaran yang relatif sama (seragam) untuk semua perlakuan (panel CLT menurut kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina). Fluktuasi kerapatan panel CLT-P yang relatif sempit antara perlakuan tersebut lebih disebabkan oleh sebaran data kerapatan awal papan-papan (lamina) dalam satu maupun beberapa batang pohon nangka yang berbeda letaknya satu dengan lainnya. Sadiyo (2012) mengatakan walaupun papan-papan berasal dari pohon yang berbeda namun dari jenis kayu yang sama, bisa saja saat papan tersebut digunakan untuk membuat panel CLT memiliki keragaman kerapatan yang cukup lebar dikarenakan adanya perbedaan umur pohon atau keadaan lokasi tempat tumbuhnya. Menurut Mardikanto (2012) sifat ini dapat mempengaruhi kekuatan kayu, dimana semakin besar kerapatan dan berat jenis kayu maka akan semakin kuat kayu tersebut dan diduga juga berpengaruh terhadap panel CLT-P. KR (g/cm 3 ) 0,64 0,62 0,60 0,58 0,56 0,54 0,52 0,50 0,48 0, Kontrol Orientasi sudut lamina CLT-I (0,60) (Fitra 2013) CLT-P (0,58) A1 (1-3-1) cm A2 (2-1-2) cm A3 (1,67-1,67-1,67) cm Gambar 6 Pola sebaran kerapatan panel laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina

21 9 Kadar air Sebaran data kadar air rata-rata yang dihasilkan juga tidak terlalu berbeda jauh atau relatif sama antara kombinasi panel laminasi silang. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh yang berarti dari ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap kadar air panel CLT-P. Hasil penelitian Fitra (2013) menunjukkan bahwa kadar air rata-rata panel CLT-I adalah 14,59 %, berarti lebih tinggi dibandingkan kadar air panel CLT-P 8,62%. Rata-rata nilai kadar air panel CLT-P ini disebabkan karena kayu tersebut dikeringkan secara buatan (kilang pengering), sehingga diperkirakan mencapai kadar air jauh dibawah kadar air kesetimbangan rata-rata untuk daerah Bogor yaitu 15% (Sadiyo 2012). KA (%) 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0, Kontrol Orientasi sudut lamina CLT I (14,59) (Fitra 2013) CLT-P (8,62) A1 (1-3-1) cm A2 (2-1-2) cm A3 (1,67-1,67-1,67) cm Gambar 7 Pola sebaran kadar air panel laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina Kadar air kayu yang terdapat dalam satu jenis pohon yang sama itu bervariasi tergantung pada tempat tumbuh dan umur pohon tersebut (Haygreen et al. 2003). Nilai kadar air ini juga tergantung dari kelembaban udara di sekitarnya. Kayu nangka yang digunakan telah memenuhi syarat teknis laminasi sebagaimana dikatakan Moody et al. (1999) bahwa perbedaan maksimum kadar air setiap lamina pada proses pembuatan balok laminasi adalah 5%. Pengembangan Volume Nilai rata-rata pengembangan volume panel CLT-P adalah 1,84% dan CLT-I 2,84%, sedangkan pengembangan volume untuk papan kayu nangka solid sebesar 1,70%. Apabila dibandingkan dengan pengembangan volume papan kontrolnya, rata-rata nilai pengembangan panel CLT yang lebih besar ini lebih disebabkan karena kurang kuatnya ikatan dalam pemakuan. Hal ini sama terjadi pada panel CLT-I yaitu adanya keterbukaan garis rekat pada beberapa CLT-I

22 10 akibat kurang kuatnya ikatan dalam perekatan tersebut (fitra 2013). Dapat terlihat bahwa nilai pengembangan volume terkecil adalah pada kombinasi A 2 B 5 (0,71%) dan terbesar dimiliki oleh kombinasi A 3 B 3 (3,33%). Hasil tersebut terlihat jelas adanya pengaruh dari kombinasi ketebalan dan orientasi sudut setiap lamina terhadap besar kecilnya pengembangan volume yang dihasilkan. Wang et al. (2011) melaporkan nilai delaminasi panel CLT dengan menggunakan perekat isosianat pada tekanan 40 psi berkisar antara 3-16% dan tekanan (20 psi antara 4-13%). Tanpa memperhatikan orientasi sudut lamina nilai pengembangan volume rata-rata panel CLT-P untuk kombinasi tebal A 3 (2,27) lebih besar dibandingkan kombinasi A 1 (1,96) dan A 2 (1,30). Adapun pengembangan volume rata-rata menurut orientasi sudut lamina terbesar terdapat pada B 3 (45 o ) yaitu 2,44% dan berturut-turut semakin kecil diikuti oleh B 1 (0 o ) 2,15 %, B 2 (30 o ) 2,07%, B 4 (60 o ) 1,47%, dan B 5 (90 o ) 1,09%. Kembang Volume (%) 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0, Kontrol CLT-I (2,84) (Fitra 2013) CLT-P (1,84) A1(1-3-1) cm A2(2-1-2) cm A3(1,67-1,67-1,67) cm Gambar 8 Pola sebaran pengembangan volume panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Adanya perlakuan orientasi sudut dapat mengurangi pengembangan volume CLT dibandingkan tanpa perlakuan apapun, (sejajar serat). Dengan demikian semakin besar orientasi sudut pada bagian core CLT maka akan menurunkan nilai pengembangan volumenya. Pengembangan volume ini berpengaruh terhadap stabilitas dimensi, dimana semakin kecil nilainya menunjukkan bahwa stabilitas dimensi yang dimiliki oleh CLT tersebut semakin tinggi (fitra 2013). Penyusutan Volume Pengaruh dari perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut panel CLT ini menyebabkan adanya variasi nilai yang sedikit berbeda. Berdasarkan hasil

23 penelitian diperoleh rata-rata nilai penyusutan panel CLT-P 3,72% dan papan nangka solid sebesar 5,68%. Nilai penyusutan terendah terdapat pada kombinasi A 3 B 5 dan tertinggi pada kombinasi A 2 B 5 dengan nilai masing masing adalah 2,41% dan 6,34%. Pengaruh faktor orientasi sudut lamina (gambar 9) justru memperlihatkan kondisi yang berbeda, dimana nilai penyusutan tertinggi terjadi pada sudut yang sejajar (90 o ), sementara grafik yang disajikan cenderung semakin menurun dengan meningkatnya orientaasi sudut lamina. Hal ini terjadi karena adanya gaya tarik menarik antar serat pada arah berlawanan sehingga dimensi yang memiliki arah yang tegak lurus cenderung menghasilkan kestabilan lebih baik. Semakin besar sudut kemiringan lamina pada bagian core CLT, maka akan semakin kecil pula nilai penyusutan volumenya. Tanpa memperhatikan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina hasil penelitian memperlihatkan bahwa rata-rata susut volume panel CLT-I (3,63%) tidak berbeda nyata atau relatif seragam dengan penyusutan volume panel CLT-P (3,72%). Hasil penelitian juga memperlihatkan rataan susut volume pada papan kontrol sedikit lebih tinggi bila dibandingkan dengan susut volume setiap kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina panel CLT-P terkecuali A 2 B 5. Sesuai dengan yang dipaparkan Sadiyo (2012) perbedaan yang relatif kecil ini disamping lebih disebabkan pengaruh lapisan lamina yang lebih tipis juga karena paku yang terdapat pada CLT bersifat menahan dibandingkan papan kontrol. 11 7,00 Susust Volume (%) 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0, Kontrol CLT-P (3,72) CLT-I (3,63) (Fitra 2013) A1(1-3-1) cm A2(2-1-2) cm A3(1,67-1,67-1,67) cm Gambar 9 Pola sebaran penyusutan volume panel laminasi silang berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina Modulus of Elasticity Rata-rata kekakuan lentur atau modulus of elasticity (MOE) panel CLT-P kg/cm 2, sedangkan MOE kontrolnya sebesar kg/cm 2. Hasil pengujian menunjukkan nilai MOE terbesar diperoleh panel CLT-P pada kombinasi A 1 B kg/cm 2 dan terendah pada kombinasi A 3 B 3 sebesar

24 kg/cm 2. Nilai rataan MOE panel CLT-P pada kombinasi ketebalan panel A 1 adalah kg/cm 2, A kg/cm 2 cm dan A 3 sebesar kg/cm 2. Data MOE panel CLT-P pada kombinasi tebal A 1 lebih tinggi dibandingkan A 2 dan A 3, sementara jika dilihat dari pengaruh orientasi sudut lamina, cenderung mengalami penurunan nilai MOE ketika sudutnya diperbesar. Nugroho (2000) dalam Sadiyo et al.(2012) mengatakan apabila beban diberikan pada panel dengan sudut tertentu, maka MOE panel tersebut akan menurun sebanding dengan meningkatnya sudut yang terjadi. Gambar 10 memperlihatkan MOE rata-rata penel CLT-I sebesar kg/cm 2 jauh lebih tinggi dibandingkan dengan rata-rata panel CLT-P yaitu hanya kg/cm 2. Perbedaan MOE yang besar ini disebabkan karena dalam penyambungan panel CLT-P kayu di bor terlebih dahulu. Penggunaan paku pada kayu keras mengharuskan dilakukan pengeboran terlebih dahulu untuk menghindari terjadinya pecah pada kayu (Wiryomartono 1977). Nilai MOE CLT- P yang rendah ini juga disebabkan oleh perbedaan luas bidang sambung dimana pada CLT-P bidang sambung antar lamina dihubungkan oleh paku-paku hanya pada titik-titik tertentu, sedangkan dengan perekat pada keseluruhan bidang sambung. Sadiyo (2012), Surjokusumo et al. (1980) serta Wiryomartono (1977) mengemukakan bahwa kekuatan sambungan kayu di pengaruhi oleh jenis kayu. Makin tinggi kerapatan kayu dan jumlah paku maka kekuatan sambungan akan meningkat, tetapi peningkatan ini tidak bersifat linear. Pemakaian jumlah paku yang besar pada kayu dengan kerapatan tinggi cenderung akan memperbesar perlemahan sambungan. Kekuatan per paku akan meningkat dengan meningkatnya kerapatan kayu tetapi cenderung konstan dengan bertambahnya jumlah paku CLT-I (59.156) (Fitra 2013) MOE (kg/cm 2 ) kontrol CLT-P (13.948) A1 (1-3-1) cm A2 (2-1-2) cm A3 (1,67-1,67-1,67) cm Orientasi sudut lamina Gambar 10 Pola sebaran MOE panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

25 13 Modulus of Rupture Hasil penelitian menunjukkan kekuatan lentur atau modulus of rupture (MOR) rata-rata panel CLT-P 260 kg/cm 2 tidak terlalu berbeda jauh dengan MOR rata-rata panel CLT-I yaitu 274 kg/cm 2. Nilai MOR terbesar terdapat pada panel CLT-P kombinasi A 3 B 1 yaitu 317 kg/cm 2 dan nilai terendah pada kombinasi A 3 B kg/cm 2, sedangkan untuk papan solid nangka sebesar 393 kg/cm 2. MOR (kg/cm2) kontrol Orientasi sudut lamina CLT-I (274) (Fitra 2013) CLT-P (260) A1(1-3-1) cm A2(2-1-2) cm A3(1,67-1,67-1,67) cm Gambar 11 Pola sebaran nilai MOR panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Gambar 11 diatas memperlihatkan adanya kecenderungan dimana semakin kecil sudut orientasi lamina maka MOR panel CLT-P yang dihasilkan akan semakin besar. Sementara semakin besar sudut orientasi lamina maka jumlah sambungan lamina bersilang pada bagian core juga akan semakin banyak, sehingga semakin banyak pula jumlah sambungan lamina pada bagian core panel CLT. Kondisi seperti itu mengakibatkan nilai keteguhan patahnya akan semakin menurun. Berbeda halnya dengan pengaruh kombinasi tebal, data rata-rata MOR panel CLT-P pada kombinasi tebal A 2 lebih tinggi di bandingkan panel CLT-P A 1 dan panel CLT-P A 3. Hal ini tidak sesuai atau sejalan dengan Fitra 2013 bahwa panel CLT dengan ketebalan lamina yang seragam (A 3 ) akan menyebabkan distribusi beban yang merata dan akan meningkatkan nilai MOR panel CLT. Kekuatan Geser Paku Nilai keteguhan geser paku panel CLT-P berkisar antara 18 kg/cm 2 sampai dengan 23 kg/cm 2. Nilai rata-rata keteguhan geser paku CLT-P 18 kg/cm 2 dan panel CLT-I 74 kg/cm 2. Nilai keteguhan geser paku tertinggi diperoleh dari panel CLT kombinasi A 3 B 1 yaitu 23 kg/cm 2. Jika dilihat dari faktor kombinasi ketebalan lamina hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan nilai rataan kekuatan geser paku untuk panel CLT-P pada kombinasi ketebalan panel CLT-P A 1 (15 kg/cm²), A 2 (19 kg/cm²) dan A 3 (21 kg/cm²). Besarnya kekuatan geser paku tidak tergantung atau dipengaruhi oleh arah gaya

26 14 dengan arah serat kayu karena penggunaan diameter paku masih tergolong dalam kelompok relatif kecil (Sadiyo 2012). KGP (kg/cm2) CLT I (74) (Fitra 2013) CLT-P (18) A1(1-3-1) cm A2(2-1-2) cm A3(1,67-1,67-1,67) cm Gambar 12 Pola sebaran nilai kekuatan geser paku panel laminasi silang berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Adanya perbedaan kekuatan geser panel CLT-I dengan panel CLT-P lebih disebabkan adanya perbedaan luas bidang geser, dimana luas bidang geser yang direkat pada panel CLT-I jauh lebih besar dibandingkan bidang geser CLT-P yang dipikul oleh bidang atau luas penampang paku. Gaya geser yang dihasilkan CLT-I lebih besar dibandingkan dari CLT-P, kemungkinan disebabkan pada sesaran 5.00 mm paku telah mengalami kerusakan sehingga paku telah memberikan kekuatan maksimumnya. Bentuk paku pada sesaran tersebut diduga telah mengalami perubahan bentuk tetap (permanent set) atau beban yang dicapai telah melampaui batas proporsional. Pada gambar 12 dapat dilihat bahwa semakin besar orientasi sudut lamina maka kekuatan geser pakunya relatif sama. Hal ini sejalan bila dikaji dari kekuatan lateralnya, sebagaimana dikatakan Sadiyo (2012), Wirjomartono (1976) dan AWC (2005) besar kekuatan lateral paku bulat pada sambungan tampang satu (single shear connections) maupun tampang dua (double shear connections) tidak tergantung atau dipengaruhi dari besar sudut, yaitu sudut antara arah gaya dan arah serat kayu. Pernyataan tersebut hanya berlaku untuk paku berpenampang bulat dan dianggap berukuran kecil karena memiliki diameter maksimum 0.25 (6.4 mm).

27 15 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Kerapatan dan kadar air panel laminasi silang dengan paku (CLT-P) tidak dipengaruhi oleh perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina. Semakin besar orientasi sudut lamina pada bagian core panel CLT-P maka akan menurunkan nilai pengembangan volumenya. Rata-rata susut volume panel CLT-I (3,72%) tidak berbeda jauh atau relatif seragam dengan penyusutan volume panel CLT-P (3,63%). Kekakuan lentur panel CLT-P kayu nangka hanya sebesar kg/cm 2 atau lebih rendah sekitar 76% dari panel CLT-I ( kg/cm 2 ), sehingga struktur panel CLT-P dianggap kurang kaku dibandingkan panel CLT-I. Kekuatan lentur panel CLT-P mengalami penurunan dengan semakin meningkatnya orientasi sudut lamina. Berdasarkan kombinasi tebal panel CLT-P dimana semakin tebal ukuran lamina pada permukaan atas dan bawah dibandingkan lamina bagian tengah dari panel CLT-P, maka akan meningkatkan kekuatan lenturnya. Keteguhan geser paku panel CLT-P pada sesaran 5 mm pada orientasi sudut serat yang semakin besar dan kombinasi ketebalan A 1, A 2 dan A 3 maka kekuatan geser pakunya relatif sama. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan penambahan jumlah paku dan pola pemakuan panel CLT-P, sehingga diduga dapat menghasilkan produk panel laminasi silang yang memiliki nilai sifat fisik dan mekanik yang lebih tinggi. DAFTAR PUSTAKA Associates H Pengaruh Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber. B & K Timber Structure A Trading Division of B & K Steelwork Fabrications Limited. [ASTM] American Society for Testing and Materials Annual Book of ASTM Standards Volume 04-10, Wood. D143 (2005): Standard Test Methods for Small Clear Specimen of Wood. USA. Ati TI Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Produk Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) Menggunakan Paku. Fitra G R Pengaruh Kombinasi Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Nangka Menggunakan Perekat Isosianat. [Skripsi]. Bogor : Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

28 16 Haygreen J.G, R. Shmulsky, dan J.L. Bowyer Forest Products and Wood Science, An Introduction. USA: The Lowa State University Press. Japan Plywood Inspection Corporation [JPIC] Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber. Tokyo: JPIC. Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar ET Sifat Mekanis Kayu. Bogor: IPB Press. Moody RC, Hernandez R, Liu JY Glued Structural Members. Di dalam :Wood Handbook, Wood as an Engineering Material. Madison, WI :USDA, Forest Service, Forest Products Laboratory. Hlm Rukmana, R Budidaya Nangka. Yogyakarta : Kanisius Sadiyo S, Nugroho N, Massijaya YM, Mardiyanto, Ati TI Pengaruh Kombinasi Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.). [Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan]. Bogor : Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Sadiyo S, Nugroho N, Massijaya YM, Anggraeni R Pengaruh Kombinasi Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Beberapa Jenis Kayu Indonesia. [Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan]. Bogor : Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

29 17 Lampiran 1 Rataan beberapa Sifat Fisis panel CLT-P Kayu Nangka No. Contoh uji Kerapatan (g/cm 3 ) Kadar Air (%) Susut Volume (%) Kembang Volume (%) 1 A1B1U1 0,60 9,08 2,74 1,57 2 A1B1U2 0,60 9,10 9,48 2,33 3 A1B1U3 0,59 11,13 3,83 3,17 4 A1B2U1 0,58 8,85 2,72 1,39 5 A1B2U2 0,58 8,76 2,50 2,59 6 A1B2U3 0,56 8,73 3,30 1,95 7 A1B3U1 0,55 8,17 2,50 4,93 8 A1B3U2 0,54 9,64 5,04 2,54 9 A1B3U3 0,53 8,56 0,94 1,18 10 A1B4U1 0,55 8,55 4,17 1,74 11 A1B4U2 0,58 6,50 3,96 1,16 12 A1B4U3 0,57 8,54 2,71 0,75 13 A1B5U1 0,57 9,44 2,72 1,77 14 A1B5U2 0,51 8,35 2,13 1,58 15 A1B5U3 0,53 6,81 2,74 0,77 16 A2B1U1 0,62 9,82 3,10 1,35 17 A2B1U2 0,59 8,44 2,51 2,36 18 A2B1U3 0,62 9,06 1,94 2,75 19 A2B2U1 0,58 8,45 6,04 0,98 20 A2B2U2 0,61 8,24 2,52 0,97 21 A2B2U3 0,56 8,17 4,22 0,97 22 A2B3U1 0,61 8,85 6,00 1,17 23 A2B3U2 0,59 8,66 2,13 1,16 24 A2B3U3 0,58 8,88 4,62 0,97 25 A2B4U1 0,61 7,76 4,54 1,56 26 A2B4U2 0,61 10,10 3,07 1,57 27 A2B4U3 0,59 10,39 3,64 1,55 28 A2B5U1 0,59 9,60 3,29 0,78 29 A2B5U2 0,52 5,78 5,85 0,58 30 A2B5U3 0,61 9,09 9,88 0,77 31 A3B1U1 0,60 8,06 4,03 1,57 32 A3B1U2 0,56 7,12 1,19 2,80 33 A3B1U3 0,61 9,03 3,11 1,46 34 A3B2U1 0,55 8,46 5,05 1,58 35 A3B2U2 0,62 6,75 3,07 1,39 36 A3B2U3 0,62 9,09 7,76 6,85

30 18 Lampiran 1 (Lanjutan) 37 A3B3U1 0,59 8,27 2,45 2,26 38 A3B3U2 0,60 7,92 1,77 6,93 39 A3B3U3 0,52 7,27 4,31 0, A3B4U1 A3B4U2 A3B4U3 A3B5U1 A3B5U2 A3B5U3 0,57 0,53 0,62 0,59 0,61 0,59 8,33 10,53 9,00 9,04 8,91 8,47 1,75 3,67 7,10 1,96 2,92 2,35 1,37 1,77 1,77 1,59 0,99 0,97 Lampiran 2 Rataan beberapa Sifat Fisis CLT-P Kayu Nangka No. Contoh uji Kekakuan Lentur (kg/cm 2 ) Kekuatan Lentur (kg/cm 2 ) Kekuatan geser paku (kg/cm 2 ) 1 A1B1U A1B1U A1B1U A1B2U A1B2U A1B2U A1B3U A1B3U A1B3U A1B4U A1B4U A1B4U A1B5U A1B5U A1B5U A2B1U A2B1U A2B1U A2B2U A2B2U A2B2U

31 19 Lampiran 2 (Lanjutan) 22 A2B3U A2B3U A2B3U A2B4U A2B4U A2B4U A2B5U1 A2B5U2 A2B5U A3B1U A3B1U A3B1U A3B2U A3B2U A3B2U A3B3U A3B3U A3B3U A3B4U A3B4U A3B4U A3B5U A3B5U A3B5U

32 20 Lampiran 3 Gambar proses pembuatan CLT-P Kayu Nangka Papan nangka dikeringkan Pemotongan Penyerutan Pembuatan sudut Pemilahan lamina Papan yang sudah dipotong dan diserut Sudut pada core Pengeboran Pemakuan Contoh uji fisis dan mekanis Pemotongan contoh uji Papan yang sudah dipaku Contoh uji fisis dan mekanis Pengujian sifat mekanis Pengujian sifat fisis

33 21 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pandeglang pada tanggal 10 Mei 1991 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Drs Carsa dan Apiyah S.Pd. Pada tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Palimanan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur undangan resmi (USMI). Penulis memilih Program Studi Teknologi Hasil Hutan pada bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB Bogor. Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif di dalam organisasi kemahasiswaan sebagai anggota PASKIBRA Institut Pertanian Bogor , PSM Agriaswara dan pada divisi internal Himpunan Profesi Mahasiswa Hasil Hutan Departemen Hasil Hutan tahun , serta berbagai kepanitiaan kegiatan di kampusn IPB. Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang, antara lain Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) pada tahun 2011 di Cikeong Purwakarta, Jawa Barat dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) pada tahun 2013 di Gunung Walat, Sukabumi. Penulis juga telah melaksanakan Praktik Kerja Lapang (PKL) di Madani Corps pada tahun 2013 Bogor, Jawa Barat. Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Panel Laminasi Silang Kayu Nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.) yang dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.