PENGARUH KOMBINASI TEBAL DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA TERHADAP KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER KAYU NANGKA MENGGUNAKAN PEREKAT ISOSIANAT

Transkripsi

1 PENGARUH KOMBINASI TEBAL DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA TERHADAP KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER KAYU NANGKA MENGGUNAKAN PEREKAT ISOSIANAT GILANG FITRA RIZTIAN DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013

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 Cross Laminated Timber Kayu Nangka Menggunakan Perekat Isosianat 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, Juni 2013 Gilang Fitra Riztian NIM E

4 RINGKASAN Gilang Fitra Riztian. E Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Nangka Menggunakan Perekat Isosianat. Dibimbing oleh Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS Cross Laminated Timber (CLT) adalah panel berlapis dengan setiap lapisan papan ditempatkan secara bersilang pada lapisan yang berdekatan untuk meningkatkan kekakuan dan stabilitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan besarnya pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik panel cross laminated timber dari jenis kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus) dengan menggunakan perekat isosianat sebagai alat sambung. Cross Laminated Timber yang dibuat 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 ( cm). Bagian tengah (core) panel CLT disusun dengan 5 pola orientasi sudut, yaitu B 1 = 0, B 2 = 30, B 3 = 45, B 4 = 60 dan B 5 = 90. Nilai rata rata dari kerapatan, kadar air, pengembangan volume, penyusutan volume, delaminasi air dingin, dan delaminasi air panas dari panel CLT nangka ini masing masing sebesar 0.60 g/cm 3, 14.59%, 3,63%, 2,84%, 0,50%, 16,00%. Sedangkan nilai rata- rata MOE, MOR, keteguhan geser rekat, dan keteguhan tekan sejajar seratnya masing masing sebesar kg/cm 2, 274 kg/cm 2, 263 kg/cm 2, 22,2 kg/cm 2. Kata kunci: Cross Laminated Timber, kayu nangka, kombinasi ketebalan, orientasi sudut lamina

5 iv ABSTRAK GILANG FITRA RIZTIAN. Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Nangka Menggunakan Perekat Isosianat. Dibimbing oleh SUCAHYO SADIYO. Cross Laminated Timber (CLT) adalah panel berlapis dengan setiap lapisan papan ditempatkan secara bersilang pada lapisan yang berdekatan untuk meningkatkan kekakuan dan stabilitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan besarnya pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik panel cross laminated timber dari jenis kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus) dengan menggunakan perekat isosianat sebagai alat sambung. Nilai rata rata dari kerapatan, kadar air, pengembangan volume, penyusutan volume, delaminasi air dingin, dan delaminasi air panas dari panel CLT nangka ini masing masing sebesar 0.60 g/cm 3, 14.59%, 3,63%, 2,84%, 0,50%, 16,00%. Sedangkan nilai rata- rata MOE, MOR, keteguhan geser rekat, dan keteguhan tekan sejajar seratnya masing masing sebesar kg/cm 2, 274 kg/cm 2, 263 kg/cm 2, 22,2 kg/cm 2. Kata kunci: Cross Laminated Timber, kayu nangka, kombinasi ketebalan, orientasi sudut lamina ABSTRACT GILANG FITRA RIZTIAN. Effect of Thickness and Orientation Angle Combination to Characteristic of Cross Laminated Timber from Nangka Wood Using Isosianate. Supervised by SUCAHYO SADIYO. Cross Laminated Timber is a multi-layer wooden panel made of lumber. Each layer of boards is placed cross-wise to the adjacent layers for increased rigidity and stability. The objectives of this research are to determine the effect of lamination board thickness combination and angle orientation to characteristic of Cross Laminated Timber from nangka wood (Arthocarpus heterophyllus) using isosianat adhesive. The average of density, moisture content, volumetric swelling, volumetric shrinkage, delamination of cold water, and delamination of hot water are 0.60 g/cm 3, 14.59%, 3,63%, 2,84%, 0,50%, 16,00%, respectively. And then for MOE, MOR, Shear Strength, and Compression Strength are kg/cm 2, 274 kg/cm 2, 263 kg/cm 2, 22,2 kg/cm 2, respectively. Keywords: Cross Laminated Timber, nangka wood, thickness combination, angle orientation

6 v PENGARUH KOMBINASI TEBAL DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA TERHADAP KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER KAYU NANGKA MENGGUNAKAN PEREKAT ISOSIANAT GILANG FITRA RIZTIAN Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013

7 vi

8 Judul Skripsi: Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Nangka Menggunakan Perekat Isosianat Nama : Gilang Fitra Riztian NIM : E Disetujui oleh Dr. Ir Sucahyo Sadiyo, M.S Dosen Pembimbing Diketahui oleh n Darmawan MSc...::::::::::==-;:::;~ ~etua Departemen Tanggal Lulus:

9 vii Judul Skripsi : Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Nangka Menggunakan Perekat Isosianat Nama : Gilang Fitra Riztian NIM : E Disetujui oleh Dr. Ir Sucahyo Sadiyo, M.S Dosen Pembimbing Diketahui oleh Prof. Dr. Ir. I Wayan Darmawan, MSc Ketua Departemen Tanggal Lulus:

10 viii 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 Cross Laminated Timber Kayu Nangka Menggunakan Perekat Isosianat. 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 cross laminated timber. 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, Juni 2013 Gilang Fitra Riztian

11 ix UCAPAN TERIMA KASIH Puji Syukur Kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan Karunia-Nya yang telah dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Penulis menyadari skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik karena bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua Orang Tua, Alm. Bapak Yusi Rizal dan Ibu Yanti Rahlia yang selalu memotivasi dan mendukung secara moril maupun materil serta limpahan kasih sayang dan doa yang tak pernah putus kepada penulis. 2. Bapak Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS. selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan, dan memberikan ilmu serta wawasan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Suhada yang telah membantu pengerjaan dalam membuat hasil produk untuk penelitian yang siap diuji. 4. Azhar Annas, Angga Wijaya Nasdy, Eka Saputra, dan Caesar Namalo H yang telah membantu dalam proses penelitian. 5. Teman teman satu dosen pembimbing, Mardiyanto dan Fetri yang telah memberikan bantuan berupa arahan dan semangatnya. 6. Seluruh rekan rekan THH 44 yang setia memberikan semangatnya dan doanya. 7. Seluruh dosen, laboran, dan staff Fakultas Kehutanan IPB. 8. Semua pihak yang telah membantu proses persiapan dan penyusunan skripsi ini. Demikian ucapan terima kasih yang dapat disampaikan ke beberapa pihak terkait yang telah membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini.

12 x DAFTAR ISI DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Perumusan Masalah... 1 Tujuan Penelitian... 1 Manfaat Penelitian... 2 TINJAUAN PUSTAKA... 2 Cross Laminated Timber (CLT)... 2 Kayu Nangka... 3 Sambungan Perekat... 3 METODE PENELITIAN... 4 Bahan Penelitian... 4 Alat Penelitian... 4 Prosedur Penelitian... 5 Pembuatan dan Pengeringan Papan Lamina... 5 Pemilahan Lamina... 5 Penyusunan Lamina... 6 Penyambungan Lamina... 7 Pengujian Panel... 7 Sifat Fisis... 8 Kerapatan... 8 Kadar Air... 8 Pengembangan Volume... 8 Penyusutan Volume... 8 Delaminasi... 8 Sifat Mekanis... 9 MOE (Modulus of Elasticity)... 9 MOR (Modulus of Rupture)... 9

13 xi Keteguhan Tekan Sejajar Serat Keteguhan Geser Rekat Prosedur Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Sifat Fisis Sifat Mekanis Pembahasan Kerapatan Kadar Air Pengembangan Volume Penyusutan Volume Delaminasi Delaminasi Air Dingin Delaminasi Air Panas Modulus of Elasticity (MOE) Modulus of Rupture (MOR) Keteguhan Geser Rekat Keteguhan Tekan Sejajar Serat SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP... 25

14 xii DAFTAR TABEL 1 2 Hasil Pengukuran Sifat Fisis Cross Laminated Timber Kayu Nngka.. 12 Hasil Pengukuran Sifat Mekanis Cross Laminated Timber Kayu Nangka. 12 DAFTAR GAMBAR Proses pengeringan lamina... 5 Pemilahan lamina menggunakan deflektometer 5 Bentuk panel CLT berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina (0, 30, 45, 60, dan 90 ). 7 Pola pemotongan contoh uji. 7 Pengujian lentur CLT kayu nangka.. 9 Pengujian keteguhan sejajar serat. 10 Pengujian keteguhan geser rekat.. 11 Pola sebaran nilai kerapatan Cross Laminated Timber menurut kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina. 13 Pola sebaran nilai kadar air Cross Laminated Timber menurut kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina. 14 Pola sebaran nilai pengembangan volume Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.. 15 Pola sebaran nilai penyusutan volume Cross Laminated Timber menurut berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina Pola sebaran nilai delaminasi air dingin Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina. 16 Pola sebaran nilai delaminasi air dingin Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina 17 Pola sebaran nilai MOE Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina. 18 Pola sebaran nilai MOR Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina. 18 Pola sebaran nilai keteguhan geser rekat Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.. 20 Pola sebaran nilai keteguhan tekan sejajar serat Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina. 20 DAFTAR LAMPIRAN 1 2 Lampiran 1 Rataan Sifat Fisis CLT Kayu Nangka Lampiran 2 Rataan Sifat Mekanis Panel CLT Kayu Nangka... 28

15 1 PENDAHULUAN Pada umumnya kayu yang dihasilkan dari hutan rakyat saat ini mempunyai ukuran diameter yang kecil, sehingga kayu sebagai bahan alamiah berupa log belum merupakan produk yang efisien sebagai komponen struktural. Selain itu, kayu dari hutan rakyat ini biasanya memiliki kualitas yang rendah, sehingga penggunaan yang tidak sesuai akan berdampak pada pemborosan bahan baku dan dapat merugikan konsumen yang memakai produk dari kayu tersebut. Seiring semakin canggihnya 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). CLT merupakan produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya dan kemudian direkatkan (Associates 2010). Penelitian ini dilakukan untuk menentukan besar pengaruh dari perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut terhadap karateristik dari sifsat fisis maupun mekanis CLT. Latar Belakang 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). Menurut FWPA (Forest and Wood Products Australia) 2011, CLT memiliki sifat struktural yang lebih baik dari kayu gergajian dan proses laminasi silang pada CLT dapat meningkatkan kekuatan belah dan kekuatan sambungan. Untuk membuktikan pernyataan tersebut, perlu diadakannya penelitian mengenai produk Cross Laminated Timber ini. Perumusan Masalah Kayu nangka sampai sejauh ini belum banyak dimanfaatkan sebagai produk rekayasa kayu. Oleh karena itu untuk mengetahui potensi kayu nangka agar dapat memenuhi persyaratan sebagai bahan baku stuktural bangunan, maka dilakukan pengujian dengan membuat CLT menggunakan perekat isosianat dengan perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina yang berbeda. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan besarnya pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik panel cross

16 2 laminated timber dari jenis kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus) dengan menggunakan perekat isosianat sebagai alat sambung. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan jenis kayu rakyat seperti kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus) untuk digunakan sebagai bahan struktural dalam pembuatan produk panel cross laminated timber (CLT). TINJAUAN PUSTAKA Cross Laminated Timber (CLT) Cross laminated timber (CLT) merupakan salah satu produk kayu rekayasa yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya dan kemudian direkatkan. Bila dibandingkan dengan produk konstruksi kayu yang lazimnya (konvensional), CLT merupakan produk baru untuk penggunaan konstruksi dalam perpindahan beban (Associates 2010). CLT adalah panel berlapis yang terbuat dari kayu. Setiap lapisan papan ditempatkan secara bersilang pada lapisan yang berdekatan untuk meningkatkan kekakuan dan stabilitas. Panel CLT disusun dari 3 sampai 7 lapisan kayu atau lebih, umumnya dalam jumlah ganjil. Setiap lapisan terdiri dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi (Crespell dan Gagnon 2010). Menurut Perkins dan McCloskey (2010), keunggulan dalam penggunaan produk CLT, antara lain: 1. Biaya Efektif a. Pemasangan atau pembangunan panel lebih cepat dan keterlambatan konstruksi lebih sedikit karena elemen prafabrikasi b. Pemasangan cepat dan kering, dengan seketika dapat tahan lama. c. Pengurangan limbah di tempat untuk elemen dinding, lantai, dan atap dapat dikurangi. 2. Keunggulan Kinerja Bangunan a. Perlindungan api: karena ketahanan terhadap penyebaran dan stabilitas struktural dari ketebalan yang signifikan pada kayu solid. b. Kekuatan beban bergerak dan gempa bumi cukup tinggi. c. Stabilitas dimensi: pengaruh multi-lapisan papan, susut, dan pembengkakan dapat diabaikan. d. Peluang mutu terlihat: CLT dapat diketam, diamplas, atau disikat/dikuas. e. Kenyamanan tempat tinggal: sifat insulasi suhu dan kelembaban yang layak. 3. Dampak Terhadap Lingkungan Kecil a. CLT memiliki potensi untuk menjadi elemen penting dalam konstruksi bangunan yang seluruhnya terbuat dari kayu, dengan sifat positif

17 3 mengurangi emisi karbon dan penyimpanan karbon karena kayu berasal dari sumber yang terbarukan atau lestari. b. Bangunan karbon netral. Kayu memberikan kontribusi netralitas secara keseluruhan karena lebih banyak karbon akan dihilangkan dari atmosfer dengan pohon yang tumbuh daripada yang dipancarkan selama proses transformasi menjadi produk. Ini berarti produk kayu membawa "kredit karbon yang membantu mengimbangi" utang karbon yang dikenakan oleh bahan bangunan lainnya. Kayu Nangka (Arthocarpus heterophyllus) Nangka merupakan jenis kayu buah dengan nama botanisnya Arthocarpus heterophyllus atau Arthocarpus integra dan termasuk dalam famili Moraceae. Heyne (1987) dalam Isrianto (1997) menjelaskan bahwa kayu nangka mempunyai serat halus sampai agak kasar. Warna kayu nangka mengalami perubahan warna dari warna kuning muda pada waktu kayu gubal menjadi kuning sitrun pada kayu teras. Kayu nangka berat jenis rata-rata 0,61 dan kelas kuat II-III (Seng 1990). Kemudian Heyne (1987), menjelaskan bahwa kayu nangka mempunyai sifat-sifat kayu agak berat, agak padat, atau padat. Rukmana (1997), menyatakan bahwa kayu nangka merupakan produk sampingan dari tanaman nangka, yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembuat gitar, perkakas rumah tangga, bahan bangunan dan kayu bakar. Selain itu kayu nangka ini tidak disenangi oleh rayap karena mengandung zat ekstraktif morine dan tidak mudah pecah karena pengaruh cuaca laut (Murwetianto 2007). Sifat - sifat mikroskopik dari kayu ini diantaranya memiliki lingkaran tumbuh tidak jelas, tetapi ketika terlihat pun ditandai dengan adanya sel parenkim yang panjang. Jenis kayu nangka ini memiliki pori pori kecil dengan ukuran sekitar 3-6 (-9) /mm 2, penyebarannya soliter dan termasuk dalam pengelompokkan pori radial. Selain itu tanaman ini mempunyai serat kayu yang terpadu (interlocked grain) dengan panjang serat sekitar 1,2-2,6mm (Lemmens et al. 1995) Tanaman nangka tumbuh dan berproduksi dengan baik di daerah yang beriklim panas (tropik). Tanaman nangka di Thailand umumnya dibudidayakan di daerah yang berketinggian m di atas permukaan laut (mdpl). Faktor iklim yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi nangka adalah temperatur, curah hujan dan kelembaban udara. Tanaman nangka membutuhkan temperatur minimum antara 16 o -21 o C dan maksimum 31 o -32 o C, curah hujan mm/tahun dan kelembaban udara 50-80% (Rukmana 1997). Sambungan Perekat Perekat merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi keberhasilan dalam pembuatan produk cross laminated timber (CLT). Pemilihan jenis dan banyaknya perekat yang dibutuhkan sangat penting untuk diperhatikan. Menurut Blomquist et al. (1983) dan Forest Product Society (1999), perekat (adhesive) adalah suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk mengikat dua benda melalui ikatan permukaan. Perekat merupakan material dengan sifat berbeda

18 4 dengan kayu, dengan adanya perekat diantara lapisan kayu pada CLT, memungkinkan terjadi perubahan sifat mekanis CLT, seperti kekakuan dan kekuatannya. Fungsi dari perekatan adalah mengisi ruang kayu, menghasilkan ikatan perekat pada masing-masing komponen yang sama kuat serta membentuk ikatan kohesi diantara komponen. Perekat isosianat merupakan salah satu perekat yang dapat digunakan dalam pembuatan produk CLT. Perekat isosianat ini mempunyai sifat reaktifitas, kekuatan ikatan, dan daya tahan yang tinggi, serta merupakan perekat yang tidak berbasis formaldehida (Kawai et al. 1998). Perekat isosianat juga memiliki beberapa kelebihan seperti: pematangan (curing) perekat yang lebih cepat, memiliki sifat toleransi yang tinggi terhadap kadar air, suhu pengempaan yang rendah, sifat fisis dan mekanis serta daya tahan panel yang lebih baik (Galbraith dan Newman 1992; Petrie 2004). Menurut Maloney (1993) bahwa gugus hydroxyl pada kayu berikatan secara kimia dengan sistem ikatan yang menghasilkan ikatan yang sangat baik. Ikatan tersebut tahan terhadap air dan cairan asam. Perekat isosianat yang digunakan untuk CLT berbentuk emulsi cair yang terpisah dengan hardener-nya dan dicampurkan bila akan digunakan. Perekat matang pada suhu kamar, suhu yang lebih tinggi, dan memerlukan tekanan tinggi. Perekat ini memiliki kekuatan basah dan kering yang tinggi, sangat tahan terhadap air dan udara lembab serta sangat tahan terhadap kondisi basah dan kering (Vick 1999). METODE PENELITIAN Bahan Penelitian Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus) yang diperoleh dari daerah Cianjur, Jawa Barat. Diameter pohon nangka yang digunakan untuk pembuatan lamina sebesar 20-30cm dengan ketinggian 4-6m. Selain itu ada perekat isosianat sebagai penyambung lamina lamina yang disusun menjadi produk panel CLT. Perekat ini diproduksi oleh PolyOshika Co Ltd di Jepang dan didistribusikan oleh PT. Polychemi Asia Pasifik Indonesia. Perekat tersebut termasuk ke dalam jenis perekat water based polymer isosyanate (WBPI) tipe PI 127-T (base resin 20 kg) dan H3M (hardener 3 kg). Alat Penelitian Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah penggaris, kuas, kaliper, timbangan digital, oven, desikator, moisture meter, planner, circular saw, dan kempa dingin (cold press). Peralatan utama penelitian adalah UTM (Universal Testing Machine) merk Instron tipe 3369 Series IX Version kapasitas 5 ton digunakan untuk pengujian lentur statis.

19 5 Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian Kegiatan penelitian dilaksanakan di laboratorium yang ada pada bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, dan Biokomposit kayu Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB Bogor. Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli hingga Desember Prosedur Penelitian Pembuatan dan Pengeringan Papan Lamina Balok digergaji dan diserut menjadi lembaran-lembaran papan panel dengan ketebalan yang disesuaikan untuk penggunaan, tebal lamina sekitar ± 1,5-3,5 cm dan panjang sekitar 120 cm. Kontrol yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu nangka solid dengan panjang 120cm, lebar 15cm, dan tebal 5cm. Papanpapan panel dikeringkan di dalam kiln drying selama ± 3 minggu atau sampai mencapai kadar air kering udara yaitu sekitar ± 12-15%. Gambar 1 Proses pengeringan lamina Pemilahan Lamina Pemilahan lamina dilakukan secara visual melalui pemeriksaan cacat-cacat kayu dan secara mekanis melalui penentuan nilai modulus of elasticity (MOE) dengan cara pengujian sistem non destructive test. Pengujian tersebut dilakukan berdasarkan metode pemilahan elastisitas kayu konvensional menggunakan deflektometer (Gambar 2). Gambar 2 Pemilahan lamina menggunakan deflektometer

20 6 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 ( cm). Bagian tengah (core) panel CLT disusun dengan 5 pola orientasi sudut, yaitu B 1 = 0, B 2 = 30, B 3 = 45, B 4 = 60 dan B 5 = 90. Sumber : Anggraini (2012).

21 7 Gambar 3 Bentuk panel CLT berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina (0, 30, 45, 60, dan 90 ) Penyambungan Lamina Metode penyambungan lamina-lamina dilakukan dengan menggunakan perekat isosianat yang dilaburkan pada dua permukaan (double spread) dengan berat labur 280 g/m 2. Perekat dilaburkan dengan menggunakan kuas sesuai kebutuhan perekat setiap lamina. Proses pengempaan dilakukan dengan menggunakan mesin kempa dingin (cold press) dengan tekanan berkisar 10 kg/cm 2 selama ± 12 jam. Panel CLT dikeluarkan dari mesin kempa dan dikondisikan selama ± satu minggu dengan kelembaban relatif berkisar 60%-70% dan suhu ruangan (25 o C -32 o C). Pembuatan contoh uji dilakukan setelah panel CLT disimpan dalam ruangan (conditioning) selama ± satu minggu. Pengujian Panel Pengujian panel yang dilakukan diantaranya adalah pengujian sifat fisis meliputi kerapatan (ρ), kadar air (KA), kembang susut volume panel CLT didasarkan pada standar ASTM D 143 (2005), dan pengujian delaminasi sesuai standar Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber Notification No. 234 tahun 2003 (JPIC 2003). Selain itu untuk pengujian sifat mekanis meliputi modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR), keteguhan tekan sejajar serat, dan keteguhan geser rekat sesuai standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber. Pola pemotongan uji panel CLT yang diaplikasikan bukan merupakan standar yang tetap dalam artian bila contoh uji diambil pada bagian lain tidak akan mempengaruhi sifat fisis maupun mekanisnya. Berikut dibawah ini adalah contoh pola pemotongan uji panel CLT. Gambar 4 Pola pemotongan contoh uji Keterangan: 1. Contoh uji MOE dan MOR (5cm x 15cm x 76cm) 2. Contoh uji Keteguhan Tekan Sejajar Serat (2,5cm x 5cm x 10cm) 3. Contoh Uji Delaminasi : a. Contoh uji Delaminasi (Perendaman air dingin) (5cm x 7,5cm x 7,5cm) b. Contoh uji Delaminasi (Perendaman air panas) (5cm x 7,5cm x 7,5 cm) 4. Contoh uji Keteguhan Rekat (5cm x 5cm x 5cm) 5. Contoh uji Kerapatan, Kadar Air, dan Susut Kayu (5cm x 5cm x 5cm) 6. Contoh uji Pengembangan Tebal (5cm x 5cm x 5cm)

22 8 Sifat Fisis Kerapatan Kerapatan merupakan nilai dari berat dibagi dengan volume contoh uji sebelum di oven, yaitu pada kondisi kering udara. Volume contoh uji dihitung dengan mengalikan dimensi panjang, lebar, dan tebalnya. Dimensi contoh uji tersebut diukur dengan menggunakan kaliper (VKU) dan selanjutnya ditimbang beratnya (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan rumus: BKU Kerapatan (ρ) = g/cm³ VKU Kadar Air Contoh uji berukuran (5x5x5) cm ditimbang berat awalnya (BKU) lalu dioven tanur dengan suhu o C selama + 24 jam hingga mencapai berat konstan (BKT). Setelah itu ditimbang beratnya menggunakan timbangan digital. Kadar air dihitung dengan rumus : BKU - BKT Kadar air (%) = x 100 BKT Pengembangan Volume Contoh uji berukuran (5x5x5) cm diukur dimensi awalnya (DA) pada kondisi kering udara, lalu direndam selama 1 minggu. Setelah itu contoh uji dikeluarkan dari rendaman lalu diukur dimensinya kembali dengan menggunakan kaliper (DB). Pengembangan volume dihitung dengan rumus : DBx 100 DA Pengembangan volume (%) = DA Penyusutan Volume Contoh uji pada kondisi kering udara dihitung dimensinya terlebih dahulu (DA), kemudian dioven dalam tanur sampai beratnya konstan ( + 24 jam ) lalu diukur dimensinya menggunakan kaliper (DB). Penyusutan volume dihitung dengan rumus : DA - DB Susut volume (%) = x 100 DA Delaminasi Contoh uji delaminasi yang digunakan diambil dari bagian ujung panel CLT dengan ukuran panjang 7,5 cm. Pengujian delaminasi dilakukan dengan dua cara yaitu perendaman dalam air dingin dan air mendidih. Perendaman dalam air dingin dilakukan dengan merendam contoh uji dalam air pada suhu ruangan selama 6 jam. Selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 40 ± 3 o C selama 18 jam. Perendaman dalam air mendidih dilakukan dengan merebus contoh uji dalam air mendidih (± 100 o C) selama 4 jam kemudian dilanjutkan dengan merendamnya dalam air pada suhu ruangan selama 1 jam. Setelah itu contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu 70 ± 3 o C selama 18 jam. Kemudian dilakukan pengukuran

23 9 persentase lepasnya bagian bidang rekat antar lamina (rasio delaminasi) dengan rumus: Panjang garis rekat yang terbuka (cm) Rasio delaminasi (%) = x 100 Panjang garis rekat yangdirekat (cm) Sifat Mekanis MOE (Modulus of Elasticity) Contoh uji panel laminasi silang berukuran p = 76 cm, l = 15 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 (kg) L : Jarak sangga (cm) Y : Besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm) b : Lebar contoh uji (cm) h : Tebal contoh uji (cm) Gambar 5 Pengujian lentur CLT kayu nangka MOR (Modulus of Rupture) Contoh uji berukuran p = 76 cm, l = 15 cm, t = 5 cm diuji dengan beban terpusat berada ditengah bentang panel, dengan panjang bentang 71 cm. Pengujian dilakukan sampai contoh uji mengalami kerusakan. Nilai MOR dihitung dengan rumus : 3PL MOR = 2 2bh

24 10 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) Keteguhan Tekan Sejajar Serat Keteguhan tekan sejajar serat merupakan kemampuan kayu menahan gaya tekan sejajar arah serat dan mengakibatkan terjadi perpendekan kayu. Contoh uji dengan ukuran tebal, lebar, dan panjang masing-masing 5 cm, 2,5 cm, dan 10 cm diberikan beban pada arah sejajar serat pada kedudukan contoh uji vertikal, pemberian beban secara perlahan-lahan sampai contoh uji mengalami kerusakan. Beban tersebut merupakan beban maksimum yang dapat diterima oleh contoh uji. Nilai keteguhan tekan sejajar serat dihitung dengan rumus: Keteguhan tekan sejajar serat (kg/cm 2 ) = Beban maksimum (kg) 2 Luas penampang(cm ) Gambar 6 Pengujian keteguhan sejajar serat Keteguhan Geser Rekat Pengujian keteguhan geser rekat dilakukan dengan cara memberikan pembebanan yang diletakkan pada arah sejajar serat dengan meletakkan contoh uji secara vertikal. Nilai beban maksimum dibaca saat contoh uji mengalami kerusakan. Nilai keteguhan rekat dihitung dengan rumus: Keteguhan rekat (kg/cm 2 Beban maksimum (kg) ) = 2 Luas permukaan yang direkat (cm )

25 11 Gambar 7 Pengujian keteguhan geser rekat Prosedur Analisis Data Proses pengolahan data dilakukan dengan Microsoft Excel 2010, 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 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 (Anonim 2013). HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Sifat Fisis Secara keseluruhan hasil rata-rata nilai kerapatan (KR), kadar air (KA), penyusutan volume (SV), pengembangan volume (KV), delaminasi air dingin (DAD), dan delaminasi air panas (DAP) Cross Laminated Timber kayu Nangka masing-masing adalah 0,60 g/cm 3, 14,59%, 3,76%, 2,93%, 0,5% dan 16,00%. Data pengamatan sifat fisis panel CLT selengkapnya disajikan pada Lampiran 1. Berdasarkan lampiran 1 tersebut disusun rataan data sifat fisis panel CLT sebagaimana disajikan pada Tabel 1.

26 12 Tabel 1 Hasil Pengukuran Sifat Fisis Cross Laminated Timber Kayu Nangka Kombinasi KR (g/cm 3 ) KA (%) SV (%) KV (%) DAD (%) DAP (%) A 1 B 1 0,63 14,56 5,26 2,86 0,00 3,11 A 1 B 2 0,54 16,04 5,39 3,04 0,00 9,75 A 1 B 3 0,54 14,50 4,70 2,66 0,00 35,64 A 1 B 4 0,54 15,38 2,89 2,39 0,00 28,31 A 1 B 5 0,55 15,76 2,92 1,65 0,81 13,40 A 2 B 1 0,62 14,93 4,65 3,51 0,00 5,90 A 2 B 2 0,62 13,76 3,59 2,49 0,00 18,76 A 2 B 3 0,63 14,57 3,90 2,33 0,00 3,31 A 2 B 4 0,61 14,64 2,53 2,19 0,00 12,63 A 2 B 5 0,63 15,20 3,61 2,40 0,00 11,42 A 3 B 1 0,63 13,13 4,56 3,71 0,00 0,00 A 3 B 2 0,61 13,87 2,80 3,23 0,00 0,00 A 3 B 3 0,63 14,51 3,68 3,44 0,00 21,20 A 3 B 4 0,65 13,96 2,39 3,40 0,00 0,00 A 3 B 5 0,64 13,99 1,61 3,32 0,00 28,60 Rata - rata 0,60 14,59 3,63 2,84 0,50 16,00 Kontrol 0,63 15,75 4,51 2, Sifat Mekanis Rataan nilai MOE, MOR, keteguhan geser rekat (KGR), keteguhan tekan sejajar serat (TSS) masing-masing sebesar kg/cm 2, 274 kg/cm 2, 263 kg/cm 2, dan 22,2 kg/cm 2. Data pengamatan sifat mekanis CLT selengkapnya disajikan pada lampiran 2. Berdasarkan lampiran tersebut disusun rataan data sifat mekanis panel CLT sebagaimana disajikan pada tabel 2. Tabel 2 Hasil Pengukuran Sifat Mekanis Cross Laminated Timber Kayu Nangka Kombinasi MOE (kg/cm 2 ) MOR (kg/cm 2 ) TSS (kg/cm 2 ) KGR (kg/cm 2 ) A 1 B ,7 A 1 B ,2 A 1 B ,6 A 1 B ,1 A 1 B ,1 A 2 B ,7 A 2 B ,9 A 2 B ,9

27 13 A 2 B ,4 A 2 B ,3 A 3 B ,5 A 3 B ,3 A 3 B ,3 A 3 B ,5 A 3 B ,4 Rata - rata ,2 Kontrol Pembahasan Kerapatan Nilai kerapatan rata-rata Cross Laminated Timber yang didapat adalah 0,6 g/cm³. Sedangkan untuk nilai kerapatan kontrol adalah sebesar 0,63 g/cm³ (Tabel 1). Terlihat pada gambar 8 dibawah, nilai kerapatan pada setiap kombinasi CLT tidak terlalu berbeda jauh demikian pula dengan kontrolnya. Hal ini menunjukan bahwa kombinasi ketebalan dan orientasi sudut tidak terlalu berpengaruh terhadap nilai kerapatan yang dihasilkan. Menurut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) berdasarkan kelas kuatnya, kayu yang memiliki berat jenis 0,40-0,60 termasuk kedalam kelas kuat III (Anonim 1961). Sifat ini dapat mempengaruhi kekuatan kayu, semakin besar kerapatan dan berat jenis kayu maka akan semakin kuat kayu tersebut (Mardikanto et al. 2011). 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol Rata rata kerapatan CLT : 0,6 g/cm 3 A1 A2 A3 Gambar 8 Pola sebaran nilai kerapatan Cross Laminated Timber menurut kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina Kadar Air Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air Cross Laminated Timber berkisar antara 13,13% hingga 16,04%. Dengan rata-rata nilai kadar air sebesar

28 14 14,59 %, sedangkan kadar air kontrol sebesar 15,75%. Data kadar air yang dihasilkan sesuai dengan kisaran besarnya nilai kadar air kering udara untuk iklim Indonesia yaitu sebesar 12-20% (Praptoyo 2010). Kadar air yang dihasilkan ternyata tidak terlalu berbeda jauh antara beberapa kombinasi CLT yang ada. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh yang berarti dari kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudutnya. 20,00 15,00 10,00 Rata rata kadar air CLT 14,59% 5,00 0,00 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3 Gambar 9 Pola sebaran nilai kadar air Cross Laminated Timber menurut kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina Adapun penyebab nilai kadar air dari tiap CLT dan kontrolnya yang relatif memiliki nilai yang sama, karena lamina lamina tersebut sebelumnya telah dikeringkan dan dikondisikan agar seragam kadar airnya atau telah mencapai kadar air kering udara. 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 oleh kelembaban udara di sekitarnya. Moody et al. (1999) menyatakan bahwa perbedaan maksimum kadar air setiap lamina pada proses laminasi adalah 5%. Dengan demikian kayu nangka yang digunakan telah memenuhi syarat teknis laminasi. Pengembangan Volume Pengembangan volume cross laminated timber kayu nangka berkisar antara 1,65% hingga 3,71% dengan rata-rata sebesar 2,84%, sedangkan pengembangan volume untuk papan kontrol sebesar 2,01%. Dapat dilihat bahwa nilai pengembangan volume terbesar dimiliki oleh kombinasi A 3 B 1 dan nilai terkecil pada kombinasi A 1 B 5 dengan nilai masing masing sebesar 3,71% dan 1,65%. Dari hasil tersebut terlihat jelas adanya pengaruh dari kombinasi ketebalan dan orientasi sudut setiap lamina terhadap besar kecilnya pengembangan volume yang dihasilkan. Ketika nilai pengembangan volume hanya didasarkan atas rataan kombinasi tebal, dapat disimpulkan kombinasi A 1 (1 3 1cm) memiliki nilai pengembangan volume yang lebih kecil dari A 2 (2 1 2cm) dan A 3 (1,67 1,67 1,67cm). Sedangkan pada orientasi sudut nilai pengembangan volume terbesar terdapat pada sudut 0 o (B 1 ). Pada orientasi sudut 30 o (B 2 ), 45 o (B 3 ), 60 o (B 4 ) dan 90 o (B 5 )

29 15 nilai pengembangan volume tersebut cenderung semakin menurun ketika sudutnya diperbesar. 4,00 3,00 2,00 Rata rata CLT : 2,84% 1,00 0,00 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3 Gambar 10 Pola sebaran nilai pengembangan volume Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Kesimpulan dari hasil tersebut adalah pada kombinasi tebal yang sama yaitu A 3 nilai pengembangan volumenya lebih besar daripada kombinasi A 1 dan A 2. Sementara itu adanya perlakuan orientasi sudut dapat mengurangi pengembangan volume CLT dibandingkan tanpa perlakuan apapun dengan kata lain adalah sejajar serat. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar orientasi sudut pada bagian core CLT maka akan menurunkan nilai pengembangan volumenya. Pengembangan volume ini berpengaruh terhadap stabilitas dimensi, semakin kecil nilainya menunjukkan bahwa stabilitas dimensi yang dimiliki oleh CLT tersebut semakin tinggi. Adapun jika dibandingkan dengan pengembangan volume pada kontrol, nilainya lebih kecil daripada rata rata nilai kombinasi CLT yang ada. Hal ini mungkin terjadi karena adanya keterbukaan garis rekat pada beberapa CLT akibat kurang kuatnya ikatan dalam perekatan tersebut. Penyusutan Volume Berdasarkan hasil penelitian diperoleh rata-rata nilai penyusutan cross laminated timber sebesar 3,63% dan kontrol sebesar 4,51%. Adapun nilai penyusutan tertinggi terdapat pada kombinasi A 1 B 2 dan terendah pada kombinasi A 3 B 5 dengan nilai masing masing adalah 5,39% dan 1,61%. Adanya pengaruh dari perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudut ini menyebabkan variasi nilai yang berbeda. Rataan nilai penyusutan kombinasi tebal A 1 memiliki nilai penyusutan yang paling besar dibandingkan dengan A 2 dan A 3. Sedangkan pada faktor orientasi sudut, sama halnya seperti pengembangan volume dimana nilai penyusutan yang dihasilkan cenderung semakin menurun ketika sudutnya semakin besar. Hal ini sesuai dengan teori Skaar (1972) dalam Sadiyo et al. (2012) dimana lapisan luar (lamina sejajar) panel CLT akan menahan pengembangan dan penyusutan lapisan dalam (lamina bersilang) dalam arah transversal, sedangkan lapisan dalam (lamina

30 16 bersilang) menahan pengembangan dan penyusutan lapisan sejajar dalam arah transversal sesuai besar dari orientasi sudut laminanya. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar sudut kemiringan lamina pada bagian core CLT, maka akan semakin kecil pula nilai penyusutan volumenya. 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol Rata-rata CLT : 3,63% A1 A2 A3 Gambar 11 Pola sebaran nilai penyusutan volume Cross Laminated Timber menurut berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi sudut lamina Delaminasi Pengujian delaminasi dilakukan untuk melihat faktor ketahanan perekat terhadap adanya tekanan pengembangan dan penyusutan akibat adanya kelembaban dan panas yang tinggi (Vick 1999). Ada dua pengujian delaminasi yang dilakukan pada penelitian ini, yaitu perendaman dengan air dingin dan perendaman dengan air panas/mendidih. Delaminasi Air Dingin Berdasarkan hasil penelitian nilai delaminasi air dingin rata rata yang dihasilkan adalah 0,5% dengan nilai tertinggi sebesar 0,81% pada kombinasi A 1 B 4. Nilai delaminasi dengan perendaman air dingin panel CLT ini tidak melebihi standar JAS (Japanese Agricultural Standart) yang mensyaratkan bahwa nilai delaminasi dengan perendaman air dingin maksimal sebesar 10%. 15,00 10,00 JAS = 10% 5,00 0,00 B1 B2 B3 B4 B5 JAS A1 A2 A3 Rata rata CLT : 0.5% Gambar 12 Pola sebaran nilai delaminasi air dingin Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

31 17 Delaminasi Air Panas Nilai rata rata delaminasi air panas pada tabel 1 adalah 16,00% dengan nilai terendah terdapat pada kombinasi A 1 B 1 sebesar 3,11% dan tertinggi pada kombinasi A 1 B 3 sebesar 35,64%. Kualitas panel CLT berdasarkan nilai delaminasi air panas/ mendidih dari penelitian ini belum memenuhi standar JAS 234:2003 yang mensyaratkan nilai delaminasi air mendidih maksimal sebesar 5%. Hal tersebut menunjukkan bahwa perekat isosianat tidak dapat bertahan pada rendaman air panas/mendidih, sehingga dapat dikatakan perekat isosianat merupakan jenis perekat yang tidak cocok jika diaplikasikan pada struktur bangunan eksterior dengan kondisi yang ekstrim. 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 B1 B2 B3 B4 B5 JAS Rata rata CLT :16% JAS= 5% A1 A2 A3 Gambar 13 Pola sebaran nilai delaminasi air panas Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Ekawati (1998) menyatakan bahwa nilai delaminasi dipengaruhi oleh bidang geser, jenis perekat dan interaksinya. Ikatan perekat merupakan faktor penentu baik tidaknya konstruksi lapisan-lapisan pembentuk panel CLT. Modulus of Elasticity (MOE) Hasil pengujian menunjukkan nilai MOE / kekakuan lentur yang diperoleh cross laminated timber terbesar ada pada kombinasi A 3 B 2 dengan nilai kg/cm 2 dan terendah pada kombinasi A 1 B 4 sebesar kg/cm 2, sedangkan kontrolnya masih diatas rataan CLT sebesar kg/cm B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol Rata rata CLT : kg/cm 2 A1 A2 A3

32 18 Gambar 14 Pola sebaran nilai MOE Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Jika melihat dari rataan kombinasi tebalnya, pada kombinasi A 3 (1,67-1,67-1,67cm) nilai kekakuan lentur yang dihasilkan lebih besar daripada kombinasi A 2 (2-1-2cm) maupun A 1 (1-3-1cm). Menurut Hoyle (1978) dalam Herawati (2007) menyatakan bahwa dengan menempatkan lamina yang memiliki MOE lebih tinggi sejauh mungkin dari sumbu netral akan meminimalkan defleksi yang terjadi. Untuk perlakuan kombinasi tebal yang diaplikasikan pada penelitian ini, lamina yang memiliki MOE lebih tinggi ditempatkan di bagian luar (face dan back), dan sumbu netral berada pada pertengahan bagian dalam (core) CLT. Sehingga kombinasi A 3 yang memiliki jarak sumbu netral lebih jauh dari lamina dengan MOE lebih tinggi akan menghasilkan kekakuan lebih tinggi dibandingkan kombinasi A 1 maupun A 2. Pada orientasi sudutnya dapat dilihat ada kecenderungan penurunan kekakuan lentur apabila sudutnya semakin besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Nugroho (2000) dalam Sadiyo et al. (2012), apabila beban diberikan pada panel dengan sudut tertentu, maka MOE panel tersebut akan menurun sebanding dengan meningkatnya sudut yang terjadi. Modulus of Rupture (MOR) Hasil penelitian menunjukkan nilai MOR/kekuatan lentur Cross Laminated Timber rata rata sebesar 273 kg/cm 2 dengan nilai MOR terbesar pada kombinasi A 2 B 2 yaitu 620 kg/cm 2 dan nilai terendah pada kombinasi A 1 B 4 76 kg/cm 2, sedangkan untuk kontrol sebesar 355 kg/cm Rata rata CLT : 273 kg/cm 2 0 B1 B2 B3 B4 B5 Kontrol A1 A2 A3 Gambar 15 Pola sebaran nilai MOR Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Apabila dilihat rataan nilai kombinasi tebalnya, kekuatan lentur kombinasi A 2 (2-1-2cm) yang dihasilkan memiliki nilai paling tinggi dibandingkan dengan kombinasi A 1 (1-3-1cm) maupun A 3 (1,67-1,67-1,67cm). Hal ini sesuai dengan pernyataan Sadiyo et al. (2012) dimana MOR panel CLT akan semakin menurun dengan bertambahnya jarak antara bidang sambung dan sumbu/bidang netral akibat adanya pola distribusi atau sebaran tegangan normal (tarik dan tekan) pada

33 19 balok lentur bersifat linier dimana semakin jauh jaraknya dari sumbu netral, maka tegangan akan semakin besar. Bidang sambung pada CLT tersebut diasumsikan sebagai perlemahan dari kontruksi CLT. Pada kombinasi ketebalan A 2 dengan tebal core 1cm, jarak antara sumbu netral dengan bidang sambungnya pasti akan lebih dekat dibandingnya dengan kombinasi A 1 maupun A 3, sehingga nilai MOR yang dihasilkan pun akan semakin besar. Melihat dari orientasi sudutnya, pola yang dihasilkan hampir sama seperti pola penurunan nilai pada MOE. Rowell (2005) menyatakan bahwa sudut mikrofibril pada kayu normal adalah o pada lapisan dinding sel S1, 5-30 o pada lapisan dinding sel S2 dan ±70 o pada lapisan dinding sel S3. Kecilnya sudut mikrofibril pada lapisan dinding sel S2 (bagian tengah) mengakibatkan lapisan ini tahan terhadap gaya tarik, sedangkan lapisan dinding sel S1 dan S3 (bagian luar) yang besar maka lapisan ini tahan terhadap gaya tekan. Jika dikaitkan dengan pernyataan tersebut, bagian tengah dari CLT ini memiliki peranan seperti sudut mikrofibril. Hal ini dibuktikan dengan adanya peningkatan nilai MOR seiring dengan kecilnya sudut pada bagian tengah CLT. Keteguhan Geser Rekat Berdasarkan data yang ada pada tabel 2, terlihat nilai keteguhan geser rekat berkisar antara 3,19 kg/cm 2 sampai dengan 57,32 kg/cm 2 dengan rata rata sebesar 22,2 kg/cm 2. Nilai tertinggi dimiliki oleh CLT kombinasi A 2 B 5. Terlihat adanya pengaruh dari kombinasi tebal dan orientasi sudut yang diaplikasikan terhadap CLT ini. Jika melihat dari faktor kombinasi tebal, dapat disimpulkan dari penelitian ini bahwa nilai A 2 memiliki nilai tertinggi dibandingkan dengan A 1 maupun A 3. Sedangkan pada perlakuan orientasi sudutnya, core dengan sudut 90 o (B 5 ) menghasilkan nilai keteguhan geser rekat yang paling tinggi. Pada saat dilakukan pembebanan arah vertikal luas permukaan panel yang dibebani dari arah berlawanan menyebabkan distribusi pembebanannya tidak seragam. Jika mengarah pada dugaan tersebut panel CLT dengan tebal seragam seharusnya memiliki nilai keteguhan geser rekat lebih tinggi daripada panel CLT dengan kombinasi tebal lamina yang berbeda. Hal ini tidak sesuai dengan hasil penelitian yang menunjukkan nilai panel CLT dengan ketebalan seragam mendapatkan nilai terkecil. Perekatan yang kurang sempurna dapat terjadi akibat distribusi tekanan kempa kurang merata, sehingga terjadi celah antara papan penyusun CLT. Celah yang terdapat diantara penyusun CLT ini akan menyebabkan perlemahan sambungan perekat. Menurut Sadiyo et al. (2012) bidang kontak antara serat dengan serat yang sejajar satu sama lain pada sepanjang bidang sambungan memberikan kontribusi ikatan lebih baik dibandingkan ikatan rekat pada serat yang tegak lurus. Terjadi penyimpangan yang sangat terlihat dalam penelitian ini jika mengacu terhadap pernyataan sebelumnya. Hal ini diduga ada pengaruh lain seperti kandungan zat ekstraktif pada kayu nangka yang dapat menghalangi penetrasi dan pematangan (curing) perekat (Alamsyah et al. 2005). Sugiarti (2010) menyebutkan bahwa faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan rekat antara lain kadar zat ekstraktif kayu, keadaan permukaan yang direkat, kadar air kayu, tekanan dan waktu kempa.

34 20 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 B1 B2 B3 B4 B5 A1 A2 A3 Rata-rata : 22,2kg/cm 2 Gambar 16 Pola sebaran nilai keteguhan geser rekat Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Keteguhan Tekan Sejajar Serat Nilai tertinggi untuk keteguhan tekan sejajar serat ini terdapat pada kombinasi A 1 B 1 (389 kg/cm 2 ) dan nilai terendah ada pada kombinasi A 3 B 1 sebesar 77 kg/cm 2 dengan rata rata sebesar 263 kg/cm 2. Jika dilihat dari pengaruh kombinasi tebal terhadap keteguhan tekan sejajar seratnya, kombinasi A 2 memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan kombinasi A 1 dan A 3. Hal ini mungkin saja terjadi karena pada lapisan A 2 ada dua lapisan pada bagian luar (face dan back) yang disusun secara sejajar dan memiliki ketebalan yang lebih besar daripada kombinasi A 1 maupun A 3. Ketebalan kayu pada bagian face dan back ini diduga menjadi penyebab nilai keteguhannya menjadi lebih besar Rata-rata: 263 kg/cm 2 0 B1 B2 B3 B4 B5 A1 A2 A3 Gambar 17 Pola sebaran nilai keteguhan tekan sejajar serat Cross Laminated Timber berdasarkan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina Berdasarkan pengaruh dari orientasi sudutnya, keteguhan tekan sejajar serat panel CLT cenderung mengalami penurunan ketika sudutnya diperbesar. Sudut

35 21 orientasi B 2 (30 o ) memiliki nilai yang terbesar dibandingkan dengan perlakuan sudut lainnya. Mardikanto et al. (2011) menyebutkan bahwa pengaruh kemiringan serat terhadap kekuatan kayu (lebih besar dari 1:10) akan mereduksi kekuatan tekan sejajar serat. Jika dikonversikan ke dalam bentuk sudut pengaruh kemiringan serat lebih dari 5,74 sudah menurunkan nilai keteguhan sejajar serat panel CLT. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa semakin besar sudut orientasi pada bagian core akan mengurangi nilai keteguhan tekan sejajar panel CLT. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Kerapatan dan kadar air tidak dipengaruhi oleh perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudutnya karena masih dalam kelas kuat yang sama menurut standar yang berlaku (PKKI NI-5, 1961). Pengembangan volume dipengaruhi oleh kombinasi tebal, dimana pada kombinasi ketebalan yang sama akan menghasilkan nilai pengembangan volume yang tinggi, hal ini berbanding terbalik dengan penyusutan volume, ketebalan yang seragam justru menghasilkan nilai penyusutan semakin kecil, sedangkan orientasi sudut di bagian dalam untuk pengembangan maupun penyusutan volume, semakin besar sudut orientasi maka akan mengurangi nilai dari keduanya. Pada sifat delaminasi, dapat disimpulkan bahwa perekat isosianat hanya kuat pada kondisi perendaman air dingin dibandingkan dengan perendaman air panas. CLT terbaik yang dihasilkan jika dilihat dari orientasi sudutnya, untuk sifat fisis adalah panel CLT yang memiliki sudut 90 o, sedangkan dari sifat mekanisnya adalah panel CLT yang memiliki sudut 30 o. Kekakuan lentur panel CLT dan kekuatan lentur dipengaruhi oleh perlakuan kombinasi tebal dan orientasi sudutnya, semakin besar sudut pada bagian core maka akan semakin rendah nilai MOE maupun MOR-nya. Pada nilai keteguhan geser rekat terjadi penyimpangan diduga akibat adanya zat ekstraktif pada kayu nangka dan perekatan yang kurang sempurna. Sedangkan pada nilai keteguhan tekan sejajar serat, kombinasi ketebalan yang memiliki bagian luar (face dan back) paling tebal dapat meningkatkan nilai ini, selain itu pengaruh dari orientasi sudutnya dapat disimpulkan semakin besar orientasi sudut pada bagian core (dalam) maka akan semakin berkurang nilai keteguhan tekan sejajar seratnya. Saran Perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh lain seperti zat ekstraktif dan juga besarnya sudut mikrofibril pada dinding sel kayu nangka terhadap sifat sifat mekanis yang dihasilkan.

36 22 DAFTAR PUSTAKA Alamsyah EM, Yamada M, Taki K Bond quality of Indonesian and Malaysian fast-growing tree species. In: Wahyu D (ed). Towards ecology and economy harmonization of tropical forest resources. Proceedings of the 6th International Wood Science Symposium; Bali, Agu Bali: LIPI- JSPS. p Anggraini R Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon Berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina. [Tesis]. Bogor : Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Anonim Studi Deskriptif dan Analisis Data Dasar. [22 Februari 2013] Anonim NI-5 PKKI Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia. Jakarta: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Associates H Cross Laminated Timber. B & K Timber Structures 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. Blomquist RF Fundamental of Adhesion. In: Blomquist RF, Christiansen AW, Gillespie RH, Myers GE (Eds.); Adhesive Bonding of Wood and Other Structural Materials. Forest Product Technology USDA Forest Service and The University of Wisconsin. Chapter I. Crespell P dan Gagnon S Cross Laminated Timber: a Primer. Canada : FP Innovations. Ekawati D Pengaruh Jenis Perekat dan Pengaturan Letak Kayu Meranti Merah (Shorea spp) Serta Kelapa (Cocos nucifera) Terhadap Sifat Fisis Mekanis Balok Lamina Contoh Kecil Bebas Cacat. [skripsi]. Bogor : Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. [FWPA] Forest and Wood Products Australia Massive Timber Construction System Cross-Laminated Timber (CLT). Timber Development Association (NSW). Suite604, 486 Pasific Highway Galbraith CJ, Newman WH Reaction Mechanism and Effect with MDI Isocyanate Binders for Wood Composites. Di dalam: Plackett DV Dunningham EA, compiler. Proceedings of the Pacific Rim Bio-based Composites Symposium. Rotorua New Zealand.