HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 18 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Nilai Kekakuan Lamina Kayu Ekaliptus Pemilahan lamina menggunakan metode defleksi menghasilkan nilai modulus elastisitas (MOE) yang digunakan untuk pengelompokkan lamina. Nilai MOE pada setiap lamina digunakan untuk penyusunan lamina dalam proses pembuatan balok laminasi. Nilai MOE yang terkecil diletakkan pada bagian dalam balok laminasi, serta nilai MOE tertinggi diletakkan pada bagian luar balok laminasi. Nilai rata-rata MOE pada setiap tebal lamina dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Nilai rata-rata MOE lamina Ukuran tebal N MOE (x 10⁴ kgf/cm²) SD lamina Rata-rata Minimum Maksimum 1cm 35 15,58 11,92 18,80 1,75 1,5cm 25 15,27 10,12 20,59 2,90 2cm 18 13,57 9,08 16,30 2,00 Ket: MOE= Modulus of Elasticity, SD= standar deviasi, n= jumlah sampel Berdasarkan Tabel 1 lamina dengan tebal 1cm memiliki nilai rataan MOE paling tinggi dibandingkan dengan lamina tebal 1,5cm dan 2cm. Nilai rataan MOE untuk lamina dengan tebal 1cm adalah 15,58 x 10⁴kgf/cm², lamina dengan tebal 1,5cm adalah 15,27 x 10⁴kgf/cm², dan lamina dengan tebal 2cm adalah 13,57 x10⁴kgf/cm². 4.2 Sifat Fisis dan Mekanis Sifat fisis kayu merupakan sifat dasar kayu yang menentukan kekuatan kayu. Sifat fisis sangat penting diketahui sebelum menentukan kekuatan kayu. Pengujian sifat fisis yang dilakukan pada penelitian ini adalah kadar air dan kerapatan. Sifat mekanis merupakan sifat yang sangat menentukan kekuatan kayu tersebut untuk dijadikan bahan kosntruksi adalah sifat kekakuan dan kekuatan lentur maksimum kayu. Sifat mekanis yang diuji dalam penelitian ini adalah sifat kekakuan lentur (MOE), keteguhan patah (MOR), dan keteguhan rekat. Pengujian sifat fisis dan mekanis ini dilakukan dengan menggunakan standar JAS 234:2003. Berikut ini adalah rangkuman nilai rata-rata sifat fisis mekanis balok laminasi

2 19 kayu ekaliptus (Tabel 2) dan rangkuman hasil analisis sidik ragam serta uji lanjut Duncan balok laminasi kayu ekaliptus (Tabel 3). Tabel 2. Nilai rata-rata sifat fisis dan mekanis balok laminasi (glulam) kayu ekaliptus Sifat fisis dan mekanis Tipe glulam GA GB GC Standar JAS 234:2003 KA (%) 13,726 12,822 13,22 Maks 15% (0,16) 0,39) (0,37) ρ (g/cm³) 0,65 0,63 0,56 - (0,048) (0,022) (0,026) DD (%) 4,99 8,03 0 Maks 10 % (0,18) (0,22) (0) DP (%) 25,2 45,9 73,86 Maks 5 % (2,19) (10,54) (7,09) MOE (x10⁴ kgf/cm²) 10,06 7,42 5,63 Min 7,5 kgf/cm² (0,53) (3,17) (2,51) MOR (kgf/cm²) Min 300 kgf/cm² (1,07) (2,55) (1,54) KR (kg/cm²) 98,42 90,23 79,01 Min 54 kg/cm² (24,96) (32,33) (15,65) Ket: GA= glulam tebal lamina 1cm, GB= glulam tebal lamina 1,5cm, GC= glulam tebal lamina 2cm, KA= kadar air, ρ= kerapatan, MOE= Modulus of Elasticity, MOR= Modulus of Rupture, KR= keteguhan rekat, DD=delaminasi dingin, DP= delaminasi panas, angka dalam kurung menyatakan nilai SD

3 20 Tabel 3. Hasil sidik ragam dan uji lanjut Duncan balok laminasi (glulam) kayu ekaliptus Nilai P Tipe Glulam Sifat fisis mekanis (α=5%) GA GB GC KA (%) 13,72 12,82 13,22 0,003* Kerapatan(g/cm³) 0,65 0,63 0,56 0,006* DD (%) 4,99 8,03 0 0,000* DP (%) 25,2 45,9 73,86 0,000* MOE (x 10⁴ kgf/cm²) 10,05 7,41 5,62 0,036* MOR (kgf/cm²) ,169 (NS) KR (kgf/cm²) 98,42 90,23 79,01 0,496 (NS) Ket:GA= glulam tebal lamina 1cm, GB= glulam tebal lamina 1,5cm, GC=glulam tebal lamina 2cm, KA= kadar air, DD= delaminasi dingin, DP= delaminasi panas, MOE= Modulus of Elasticity, MOR= Modulus of Rupture, KR= keteguhan rekat, P= probabilitas, = taraf nyata, *= signifikan, NS= tidak signifikan, garis tebal horizontal menunjukkan nilai rata-rata sifat fisis mekanis yang tidak berbeda nyata Kadar Air Pengujian kadar air terhadap 3 jenis glulam memiliki nilai yang tidak jauh berbeda. Balok laminasi yang dibuat terdiri dari 3 macam ketebalan dengan ukuran lebar dan tebalnya 6 x 8cm, dengan ketebalan lamina penyusun 1cm, 1,5cm, dan 2cm. Glulam A untuk lamina penyusun 1cm memiliki nilai KA berkisar 13,49-13,79%, Glulam B dengan ketebalan lamina 1,5cm memiliki nilai KA berkisar 12,37-13,31%, sementara itu, untuk glulam C dengan ketebalan lamina 2cm memiliki nilai KA berkisar 12,90-13,79%. Standar JAS 234:2003 mensyaratkan kadar air maksimum untuk balok laminasi adalah 15% sehingga ketiga jenis glulam ini memenuhi syarat. Berdasarkan pengujian analisis sidik ragam pada Tabel 3 taraf nyata 5% menunjukkan adanya perbedaan yang nyata untuk nilai rata-rata kadar air balok laminasi. Uji lanjut Duncan menyatakan ketebalan lamina memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar air kayu. Glulam dengan ketebalan lamina 1cm memiliki kadar air yang berbeda nyata dengan glulam dengan ketebalan 1,5cm dan 2cm. Sedangkan kadar air glulam dengan ketebalan 1,5cm tidak berbeda nyata dengan kadar air glulam ketebalan 2cm.

4 21 Kadar air balok laminasi juga dipengaruhi oleh kadar air lamina penyusunnya, pada penelitian ini kadar air udara pada tiap lamina sebesar 12%. Kadar air mempengaruhi sifat kekuatan kayu, pengembangan dan penyusutan. Perubahan kadar air di atas titik jenuh serat tidak akan memberikan pengaruh yang berarti pada kayu tersebut. Namun sebaliknya perubahan kadar air di bawah titik jenuh serat akan mempengaruhi keteguhan, pengembangan dan penyusutan dimensi kayu. Kadar air semakin rendah pada umumnya kayu akan bertambah kuat (Bowyer et al. 2003) Kerapatan Berdasarkan hasil pengujian kerapatan contoh uji diperoleh kerapatan balok laminasi A dengan ketebalan laminasi 1cm memiliki nilai kerapatan berkisar antara 0,61-0,73 g/cm³ dengan nilai rata-rata 0,65 g/cm³. Kerapatan balok laminasi B dengan ketebalan lamina 1,5cm memiliki nilai kerapatan berkisar antara 0, g/cm³ dengan nilai rata-rata 0,63 g/cm³. Kerapatan balok laminasi C dengan ketebalan lamina 2cm memiliki nilai kerapatan berkisar antara 0,53-0,60 g/cm³ dengan nilai rata-rata 0,57 g/cm. Tabel 3 menunjukkan hasil analisis statistik sidik ragam pada taraf nyata 5% terdapat perbedaan nilai yang nyata untuk nilai rata-rata kerapatan balok laminasi dan hasil uji lanjut Duncan. Nilai kerapatan glulam ketebalan 2cm memiliki kerapatan yang berbeda nyata dengan glulam ketebalan 1cm dan 1,5cm, sedangkan nilai kerapatan glulam 1cm tidak berbeda nyata dengan glulam ketebalan 1,5cm. Berdasarkan nilai rata-rata diatas balok laminasi dengan ketebalan 2cm memiliki nilai kerapatan terendah, yang hal ini dapat disebabkan oleh umur pohon dan kondisi tempat dari kayu eucalyptus tersebut yang beragam Delaminasi Tabel 2 menunjukkan hasil pengujian delaminasi pada ketebalan lamina 1cm nilai rata-rata pada air dingin dan air panas adalah masing-masing 4,99% dan 25,20%, uji delaminasi pada ketebalan lamina 1,5cm nilai rata-rata air dingin dan panas adalah masing-masing 8,03% dan 45,90%, dan nilai uji delaminasi pada lamina ketebalan 2cm memiliki nilai rata-rata air dingin dan air panas adalah masing-masing 0% dan 73,86%. Berdasarkan standar JAS 234:2003 nilai delaminasi dingin dan panas yang disyaratkan masing-masing adalah 10% dan 5%, sehingga hanya uji delaminasi dingin yang sesuai standar.

5 22 Berdasarkan nilai rata-rata delaminasi dingin, hasil analisis sidik Tabel 3 pada taraf nyata 5% menunjukkan adanya perbedaan yang nyata untuk nilai rata-rata delaminasi dingin pada setiap balok laminasi. Uji lanjut Duncan pada Lampiran 5 menunjukkan balok laminasi ketebalan 1cm berbeda nyata dengan glulam ketebalan 1,5cm dan 2cm, sedangkan glulam ketebalan 1,5cm berbeda nyata dengan glulam ketebalan 2cm. Sedangkan pada nilai rata-rata delaminasi panas, hasil uji analisis sidik pada taraf nyata 5% juga menunjukkan adanya perbedaan yang nyata untuk nilai rata-rata delaminasi panas pada setiap balok laminasi. Uji lanjut Duncan (Lampiran 5) menunjukkan balok laminasi ketebalan 1cm sangat berbeda nyata dengan balok laminasi ketebalan 1,5cm dan 2cm, sedangkan balok laminasi dengan ketebalan 1,5cm berbeda nyata dengan balok laminasi ketebalan 2cm. Pada Tabel 3 diatas terlihat perbedaan nilai rata-rata yang sangat signifikan pada balok laminasi, hal ini diduga perekat isosianat sangat rentan terhadap kondisi yang sangat ekstrim, sehingga rusaknya perekat yang digunakan pada balok laminasi uji delaminasi panas, sedangkan pada balok laminasi delaminasi dingin tidak ada satu pun perekat yang terlepas atau rusak pada saat proses pengujian selesai dilaksanakan. Berdasarkan nilai delaminasi dingin, diketahui bahwa perekat isosianat dapat digunakan untuk pemakaian interior atau kontruksi yang terlindungi, sedangkan berdasarkan nilai delaminasi panas, diketahui bahwa perekat isosianat yang digunakan ternyata belum mampu bertahan terhadap kondisi yang ekstrim. Vick (1999) menyatakan bahwa uji delaminasi merupakan indikator ketahanan perekat terhadap adanya tekanan pengembangan dan penyusutan akibat adanya kelembaban dan panas yang tinggi Kekakuan Lentur (Modulus of Elasticity, MOE) Kekakuan lentur merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban tanpa terjadi perubahan permanen atau dapat kembali ke bentuk semula. Berdasarkan hasil pengujian nilai MOE glulam dengan tebal lamina 1cm berksiar antara 9,45 x 10⁴ kgf/cm² - 10,90 x 10⁴ kgf/cm² dengan nilai rata- rata 10,06 x 10⁴ kgf/cm², nilai MOE glulam dengan tebal lamina 1,5cm berkisar antara 3,65 x 10⁴ kgf/cm² - 11,79 x10⁴ kgf/cm² dengan nilai rata-rata 7,42 x10⁴ kgf/cm². Nilai MOE glulam dengan tebal

6 23 lamina 2cm berkisar antara 3,49 x10⁴ kgf/cm² - 9,81 x10⁴ kgf/cm² dengan nilai ratarata 5,63 x10⁴ kgf/cm². Standar JAS 234 : 2003 mensyaratkan nilai MOE minimum adalah sebesar 7,5 x 10⁴ kgf/cm². Hanya glulam dengan ketebalan lamina 1cm yang memenuhi standar seperti terlihat pada Tabel 2 diatas. Ketebalan lamina yang digunakan mempengaruhi kelenturan balok laminasi terhadap beban yang diberikan dibandingkan dengan balok laminasi dengan ketebalan 1,5cm dan 2cm. Selain itu, sifat kelenturan balok laminasi tergantung dari mutu lamina-lamina penyusun glulam tersebut, semakin tinggi mutu kayu lamina penyusun glulam maka semakin tinggi kekuatan glulam yang dihasilkan. Lamina yang memiliki nilai MOE yang paling tinggi diletakkan pada bagian luar dan MOE lamina yang paling kecil diletakkan pada bagian dalam agar kekuatan lentur dan kekuatan lentur glulam semakin meningkat. Tabel 3 menunjukkan hasil analisis statistik sidik ragam pada taraf nyata 5% menunjukkan adanya perbedaan yang nyata untuk nilai rata-rata MOE balok laminasi. Uji lanjut Duncan pada lampiran 5 menunjukkan nilai MOE dari glulam ketebalan 1cm berbeda nyata dengan glulam ketebalan 1,5cm dan 2cm, sedangkan glulam ketebalan 1,5cm tidak berbda nyata dengan glulam ketebalan 2cm. Herawati (2007) menyatakan bahwa nilai MOE tidak dipengaruhi oleh ukuran lebar lamina tetapi lebih pada kondisi lamina terutama adanya cacat mata kayu atau serat miring. Selain dipengaruhi oleh sifat-sifat kayunya, kualitas perekatan pada penelitian yang dilakukan juga diduga oleh proses pengempaan. Kekuatan glulam juga ditentukan dari proses pembuatannya dan sistem perekatannya Kekuatan Lentur (Modulus of Rupture, MOR) Kekuatan lentur merupakan ukuran kemampuan benda untuk menahan beban lentur maksimum sampai saat benda tersebut mengalami kerusakan (Bowyer et al. 2003). Berdasarkan hasil pengujian nilai MOR glulam dengan tebal lamina 1cm berkisar antara kgf/cm² dengan nilai rata-rata 561 kgf/cm², nilai MOR glulam dengan tebal 1,5 cm berkisar antara kgf/cm² dengan nilai rata-rata 424 kgf/cm², sedangkan nilai MOR glulam dengan tebal lamina 2cm berkisar antara kgf/cm² dengan nilai rata-rata 327 kgf/cm². Mengacu pada JAS 234 : 2003 yang mengisyaratkan nilai MOR minimum 300 kgf/cm², maka glulam dari jenis kayu eucalyptus dengan ketebalan lamina 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm memenuhi standar.

7 24 Berdasarkan Tabel 2 dapat dilihat, balok laminasi dengan ketebalan 1cm memiliki nilai MOR yang lebih tinggi dibandingkan dengan balok laminasi ketebalan 1,5cm dan 2cm. Hal ini diduga ketebalan lamina sangat mempengaruhi kelenturan dan kekuatan dari balok laminasi. Dari pengujian yang dilakukan, semakin tipis lamina yang digunakan maka semakin tinggi nilai MOR yang diperoleh. Green (1999) dalam Herawati (2007) mengatakan banyak faktor yang mempengaruhi sifat kekuatan bahan antara lain kerapatan/berat jenis kayu, mata kayu dan serat miring. Mata kayu sehat dapat meningkatkan keteguhan tekan tegak lurus serat, kekerasan, dan keteguhan geser, tetapi mata kayu yang menyebabkan perubahan arah serat cenderung memperlemah sifat keteguhan lentur, tekan dan tarik sejajar serat. Sedangkan miring serat dapat memperlemah sifat keteguhan lentur, tarik dan tekan sejajar serat. Hasil analisis statistik sidik ragam (Tabel 3) pada taraf nyata 5% menyatakan tidak ada perbedaan yang nyata untuk nilai rata-rata MOR balok laminasi, sehingga uji lanjut tidak perlu dilakukan Keteguhan Rekat Pengujian keteguhan rekat dilakukan untuk melihat kinerja perekat dalam pembuatan balok laminasi. Keteguhan rekat diketahui dengan melakukan uji geser pada kayu lamina yang direkat. Berdasarkan hasil pengujian keteguhan rekat balok laminasi dengan tebal lamina 1cm berkisar antara 72,16-129,34 kg/cm² dengan nilai rata-rata 98,42 kg/cm², keteguhan rekat dengan tebal almina 1,5cm berkisar antara 58,71-136,55 kg/cm² dengan nilai rata-rata 90,23 kg/cm², dan nilai keteguhan rekat dengan tebal lamina 2cm berkisar antara 67,81-106,34 kg/cm² dengan nilai rata-rata 79,01 kg/cm². Standar JAS 234 : 2003 yang mensyaratkan nilai keteguhan rekat minimum 54,0 kg/cm² oleh karena itu glulam dari jenis kayu eucalyptus dengan ketebalan lamina 1cm, 1,5cm, dan 2cm memenuhi standar. Pada Tabel 2 dapat dilihat nilai keteguhan rekat glulam ketebalan 1cm memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingakan dengan glulam ketebalan 1,5cm dan 2cm. Sedangkan glulam ketebalan 1,5cm memiliki nilai keteguhan rekat yg lebih tinggi dibandingkan dengan glulam ketebalan 2cm. Hal ini disebabkan

8 25 adanya faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan rekat antara lain kadar zat ekstraktif kayu, keadaan permukaan yang direkat, kadar air kayu, tekanan dan waktu kempa (Tahir et al dalam Sugiarti 2010). Ruhendi dan Hadi (1997) dalam Imron (2005) menyatakan bahwa kesesuaian jenis bahan yang direkat, jenis perekat dan metode perekatan akan menentukan keberhasilan pemenuhan penggunaan produk. Berdasarkan hasil pengujian analisis sidik ragam pada taraf nyata 5% (Tabel 3) menunjukkan tidak ada perbedaan yang nyata dari nilai keteguhan rekat setiap balok laminasi, sehingga uji lanjut tidak perlu dilakukan Pola Kerusakan Balok Laminasi Pengamatan terhadap pola kerusakan balok laminasi dilakukan setelah pengujian MOR. Rata-rata pola kerusakan yang terjadi yaitu kerusakan geser horizontal, kerusakan ini berupa kerusakan pada garis rekat dan laminanya. Kerusakan lainnya yang terjadi adalah kerusakan tarik regas akibat adanya serat miring dan tarik terbelah. Pola kerusakan yang disampaikan mengacu pada pola kerusakan pada kayu yang mengalami lenturan dalam Bodig dan Jayne (1982), yang terdiri atas tarik sederhana (simple tension), tarik serat miring (tension cross-grain), tarik terbelah (splintering tension), tarik regas (brash tension), tekan (compression) dan geser horizontal (horizontal shear). Kerusakan berupa tarik sederhana (simple tension) bukan merupakan tipe kerusakan yang biasa terjadi namun kadang-kadang dijumpai pada kayu yang memiliki kerapatan tinggi. Dari pola kerusakan yang terjadi, balok laminasi dengan ketebalan 1cm lebih baik dibandingkan dengan balok laminasi dengan ketebalan 1,5cm dan 2cm. Hal ini diduga ketebalan lamina sangat mempengaruhi kualitas dari balok laminasi tersebut. Pada umumnya jenis kayu yang memiliki kerapatan tinggi cenderung kekuatannya semakin meningkat karena kerapatan dan kekuatan lentur suatu bahan berbanding lurus (Bowyer et al. 2003).