BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bambu Bambu adalah tumbuhan yang batangnya berbentuk buluh, beruas-ruas, berbuku-buku, berongga, mempunyai cabang berimpang dan mempunyai daun buluh yang menonjol (Heyne 1987). Bambu merupakan sumberdaya hutan bukan kayu. Bambu termasuk ke dalam keluarga Gramineae, suku Bambuseae dan subfamily Bambusoideae, memiliki karakteristik seperti kayu. Bambu terdiri atas batang, akar rhizoma yang kompleks dan mempunyai sistem percabangan dan tangkai daun yang menyelubungi batang (Dransfield dan Widjaja 1995). Krisdianto et al. (2000) menyatakan bahwa tanaman bambu di Indonesia ditemukan di dataran rendah sampai pegunungan dengan ketinggian sekitar 300 m dpl dan pada umumnya ditemukan di tempat-tempat terbuka dan bebas dari genangan air. Bambu mempunyai ruas dan buku dimana pada setiap ruas tumbuh cabang-cabang yang berukuran jauh lebih kecil dibandingkan buluhnya sendiri. Pada ruas-ruas ini tumbuh akar-akar sehingga pada bambu dimungkinkan untuk memperbanyak tanaman dari potongan-potongan setiap ruasnya disamping tunastunas rimpangnya. Di Indonesia bambu paling banyak dibudidayakan di pulau Jawa, Bali dan Sulawesi. Di antara masyarakat ketiga pulau tersebut, masyarakat pulau Jawa paling banyak menggunakan bambu. Meskipun bambu memegang peranan yang penting dalam kehidupan masyarakat Indonesia, pembudidayaan secara perkebunan belum diusahakan. Penyediaan bambu untuk memenuhi kebutuhan yang ada, masih menggantungkan diri pada hasil pekarangan (Sastrapradja et al. 1980). Bambu dapat dimanfaatkan mulai dari akar hingga daun. Akar umumnya dimanfaatkan untuk dibuat ukiran bambu, sedangkan buluh biasa dimanfaatkan untuk bahan bangunan, bahan jembatan, kerajinan tangan, keranjang, mebel, alatalat pertanian dan perikanan, alat rumah tangga, pipa air, kertas, sumpit, tusuk gigi, tusuk satai dan sebagainya. Selain itu buluh bambu juga digunakan untuk menjadi alat musik tradisional maupun alat musik bambu modern (Widjaja 2001).
4 Bambu merupakan salah satu bahan bangunan tertua yang digunakan manusia tropik. Bambu juga merupakan bahan bangunan yang sangat terkenal di Indonesia khususnya bagi masyarakat pedesaan. Bambu dipilih sebagai bahan alternatif kayu untuk bahan konstruksi bangunan karena mempunyai beberapa keunggulan, yaitu cepat tumbuh, mudah didapat, harganya murah, buluhnya panjang dan mudah diolah, serta pada arah sejajar serat mempunyai sifat mekanik yang lebih baik daripada kayu (Idris et al. 1994). Purwito (2008) mengemukakan ada beberapa kelemahan bambu seperti, rentan terhadap serangan hama perusak kayu (rayap, bubuk, dan jamur) sehingga umur pakainya pendek, rentan terhadap api, panjang dan ukurannya tidak seragam, sulit penyambungannya pada konstruksi, dan lain-lain. Lebih jauh lagi bambu oleh masyarakat lebih diidentikkan dengan kemiskinan karena desain yang ada masih sangat sederhana dan umumnya dibangun di pedesaan. Namun, kelemahan bambu tersebut sekarang sudah dapat diatasi dengan perkembangan teknologi yang ada misalnya, dengan diawetkan untuk mencegah serangan hama perusak kayu, diciptakan bermacam teknologi sambungan dengan menggunakan bambu atau bahan lain seperti kayu, plastik atau logam. 2.2 Sifat Anatomis Bambu Batang bambu terdiri atas bagian buku dan bagian ruas. Pada bagian ruas, orientasi sel semuanya aksial tidak ada yang radial sedangkan sklerenkim pada bagian buku dilengkapi oleh sel radial. Bagian terluar terbentuk dari lapisan tunggal sel epidermis dan bagian dalam tertutup lapisan sklerenkim (Liese 1980). Batang bambu terdiri atas sekitar 50% parenkim, 40% serat dan 10% sel penghubung (sel pembuluh dan sel pembuluh tapis). Parenkim dan sel penghubung lebih banyak ditemukan pada bagian dalam dari batang, sedangkan serat lebih banyak pada bagian luarnya. Kisaran serat pada ruas penghubungnya antar buku memiliki kecenderungan bertambah besar dari bawah ke atas, sementara parenkimnya semakin berkurang (Dransfield dan Wijaya 1995).
5 2.2.1 Ikatan Pembuluh Ikatan pembuluh bambu terdiri atas xylem dan satu atau dua protoxylem yang kecil dan dua metaxylem yang besar (40-120 mikron). Pori bagian dalam dari batang lebih besar dan semakin kecil ke arah luar batang, pori dan phloem dikelilingi oleh selubung sklerenkim dan berbeda dalam bentuk, ukuran dan lokasi menurut posisi di dalam batang dan jenis bambu. Ikatan pembuluh memiliki bentuk, ukuran, susunan dan jumlah yang memberikan ciri suatu jenis bambu. Ikatan pembuluh berada di bawah kortek berbentuk bulat dalam irisan transversal. Keberadaan ikatan pembuluh bervariasi dalam jumlah dan bentuk, baik ke arah horizontal maupun ke arah aksial dari batang. Ikatan pembuluh mempunyai ukuran yang lebih kecil ke arah bagian luar batang dan semakin besar ke arah bagian dalam. Dalam batang, jumlah total ikatan pembuluh menurun dari pangkal ke bagian ujung (Liese 1980). a b c d Gambar 1 Tipe ikatan pembuluh pada bambu, a = Tipe I, b = Tipe II, c = Tipe III, dan d = Tipe IV. Sumber: Liese dan Groser (1973).
6 Menurut Liese dan Groser (1973), pada umumnya jenis bambu mempunyai ikatan serabut (fibre bundle) yang terpisah pada sisi dalam atau sisi luar ikatan vaskular pusat. Ada empat tipe ikatan pembuluh, yaitu: a. Tipe I, ikatan pembuluh terdiri atas satu bagian yaitu ikatan pembuluh pusat (central vascular strand) yang hanya didukung oleh jaringan selubung sklerenkim dan ruang interseluler. b. Tipe II, ikatan pembuluh terdiri atas satu bagian yaitu ikatan pembuluh pusat yang hanya didukung oleh jaringan seperti selubung sklerenkim dan selubung ruang interseluler yang lebih besar dari ketiga tipe lainnya. c. Tipe III, ikatan pembuluh terdiri atas dua bagian yaitu ikatan pembuluh pusat dan satu ikatan serabut. Ikatan serabut terletak di sebelah dalam ikatan pembuluh pusat. Selubung ruang interseluler umumnya lebih kecil dari yang lain. d. Tipe IV, ikatan pembuluh terdiri atas tiga bagian yaitu ikatan pembuluh pusat dan dua ikatan serabut yang terletak di sebelah dalam dan luar dari ikatan pembuluh pusat. Pada tipe I, ikatan pembuluh memiliki kadar holoselulosa (selulosa, alfa selulosa) dan lignin yang relatif kecil, setidaknya mencerminkan jumlah serabut yang menyusun batang bambu relatif lebih sedikit sehingga bisa diduga bahwa jenis bambu pada tipe ikatan I tidak sesuai apabila digunakan sebagai bahan baku konstruksi. Jenis bambu ini juga memiliki ukuran diameter batang yang kecil sehingga tidak mampu menahan beban yang besar. Ikatan pembuluh tipe II memiliki kadar holoselulosa, alfa selulosa dan abu yang relatif lebih besar sedangkan kadar lignin relatif lebih kecil. Jumlah holoselulosa dan alfa selulosa yang tinggi bisa dijadikan penduga bahwa jumlah serat yang terkandung dalam bambu jenis ini cukup besar sehingga bambu jenis ini bisa digunakan sebagai bahan baku konstruksi. Pada tipe III, ikatan pembuluh memiliki kadar holoselulosa, alfa selulosa dan lignin yang relatif lebih besar sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku konstruksi. Selain itu lignin sebagai perekat alami pada kayu dan bersifat termoplastik akan membantu memperkuat ikatan antar serat dalam papan panel. Ikatan pembuluh IV memiliki kadar holoselulosa (selulosa, alfa selulosa) dan lignin yang relatif besar akan lebih optimal apabila
7 digunakan sebagai bahan baku konstruksi, industri pulp dan kertas dan turunan selulosa. Ditambah lagi ukuran diameter dan ketebalan dinding batang yang besar. Selain itu, kadar selulosa yang tinggi juga dapat menduga bahwa wilayah kristalin dalam molekul selulosa juga tinggi sehingga akan mampu menghantarkan getaran dengan baik, atau dengan kata lain bambu ini juga memiliki potensi digunakan sebagai bahan baku musik (Setiadi 2009). 2.2.2 Serat Serat di dalam batang terdapat sebagai tudung pada ikatan pembuluh dan merupakan 40-50% dari total jaringan atau 60-70% dari berat batang. Perbandingan panjang dan lebar serat bervariasi antara 150:1 dan 250:1, panjang serat tergantung dari spesies (Liese 1980). Menurut Dransfield dan Wijaya (1995), serat bambu dikarakteristikkan oleh adanya sel sklerenkim yang mengelilingi ikatan pembuluh dan dipisahkan oleh parenkim tetapi antara keduanya seringkali bertemu pada satu titik dan membentuk ikatan sklerenkim. Panjang serat tergantung jenis bambu, serat terpendek ditemukan dekat buku dan serat terpanjang pada bagian tengah ruas. 2.2.3 Parenkim Liese (1980) menyatakan bahwa jaringan dasar pada batang bambu terdiri atas sel-sel parenkim yang kebanyakan memanjang secara vertikal (100 x 20 µm) dan sel parenkim pendek yang terletak berselang-seling diantaranya. Sel parenkim panjang memiliki dinding sel lebih tebal dan mengalami lignifikasi pada awal pertumbuhan pucuk, sedangkan sel parenkim pendek berdinding tipis dengan sitoplasma yang tetap aktif serta mengalami lignifikasi walaupun telah dewasa. Sel-sel parenkim saling berhubungan satu dengan yang lain melalui noktah sederhana yang terletak pada dinding longitudinal. 2.3 Sifat Fisis Bambu Kadar air batang bambu merupakan faktor penting, dapat mempengaruhi sifat-sifat mekanisnya dan sangat ditentukan oleh kadar air yang terdapat dalam batang bambu. Kadar air batang bambu yang segar berkisar 50-99% dan pada
8 bambu muda 80-150%, sementara pada bambu kering bervariasi antara 12-18% (Dransfield dan Widjaja 1995). Haris (2008) mengatakan semakin tinggi nilai kadar air maka kekuatan suatu bahan akan menurun. Kekuatan bambu akan meningkat dari kondisi basah ke kondisi kering udara, sehingga untuk penggunaan di lapangan diperlukan pengeringan terlebih dahulu. 2.4 Sifat Mekanis Bambu Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut sebagai sifat-sifat mekanis. Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul beban atau gaya yang mengenainya. Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan banyaknya bahan yang dimanfaatkan, terpuntir atau terlengkung oleh beban yang mengenainya (Bowyer et al. 2007). Secara teoritis sifat-sifat mekanis bambu tergantung pada jenis, umur, kelembaban (kadar air kesetimbangan), bagian batang yang digunakan (pangkal, tengah, ujung), letak dan jaraknya ruas masing-masing (bagian ruas kurang tahan terhadap gaya tekan dan lentur) (Frick 2004). Menurut Dransfield dan Widjaya (1995), sifat kekuatan meningkat dengan adanya penurunan kadar air dan berhubungan erat dengan berat jenis. MOE (Modulus of Elasticity) bambu berhubungan secara langsung dengan jumlah serat, oleh karena itu pada batang nilai parameter ini menurun dari sisi luar menuju bagian dalam. Kisaran normal untuk bambu kering udara adalah 17.000-20.000 N/mm 2 dan untuk batang segar 9.000-10.100 N/mm 2. Nilai rata-rata MOR (Modulus of Rupture) adalah 0,14 x kerapatan (dalam kg/m 3 ) untuk kondisi kering udara (KA 12%) dan 0,11 x kerapatan untuk bambu basah. Kemudian Liese (1980) mengatakan bahwa sifat mekanis bambu didasarkan pada kandungan serat yang sangat tergantung pada letak di bagian batang dan spesies. Sifat mekanis terbesar terdapat pada bambu bagian luar sedangkan yang terkecil pada bagian dalamnya, sebagai contoh kekuatan lentur bagian luar bambu 2-3 kali lebih besar dari bagian dalam bambu. Sifat mekanis bambu lebih ditentukan oleh keberadaan ikatan pembuluhnya (dimana sklerenkim terdapat di dalamnya) dan bukan pada parenkim (Liese 1980).
9 2.5 Jenis Bambu yang Digunakan 2.5.1 Bambu Andong (Gigantochloa pseudoarundinacea (Steud.) Widjaja) Bambu andong memiliki nama lokal lain, yaitu bambu gombong, pring gombong, pring andong, pring surat (Jawa), awi andong, awi gombong (Sunda). Bambu ini tersebar di seluruh pulau jawa, tumbuh di dataran rendah mencapai ketinggian 1500 m dpl dan tumbuh baik di daerah tropis yang lembab. Rumpunnya simpodial, tegak, dan padat. Bambu andong dicirikan dengan rebungnya yang hijau dengan garis-garis kuning yang tertutup bulu coklat sampai hitam, dan buluhnya lurus tinggi mencapai 7-30 m. Percabangan bambu andong terletak jauh di atas permukaan tanah, satu cabang lateral lebih besar daripada cabang lainnya, dan ujungnya melengkung. Buluh mudanya tertutup bulu coklat, dan ketika tua gundul dan buluh menjadi hijau dengan garis kuning, ruas panjangnya 40-45 cm (kadang mencapai 60 cm), berdiameter 5-13 cm, tebal dinding mencapai 20 mm. Biasanya bambu andong banyak digunakan untuk bahan bangunan, pipa air, dan alat musik tradisional. Perusahaan bambu telah menggunakannya sebagai bahan baku sumpit (Widjaja 2001). 2.5.2 Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne) Bambu betung mempunyai rumpun yang sedikit rapat. Tinggi buluhnya sampai 20 m dan berdiameter sampai 20 cm. Buku-bukunya sering mempunyai akar-akar pendek yang menggerombol. Panjang ruas 40-60 cm, dinding buluh cukup tebal sekitar 1-1½ cm. Cabang-cabang yang bercabang lagi hanya terdapat di buku-buku bagian atas. Cabang primer lebih besar dari cabang-cabang yang lain, dan sering dominan. Bambu ini dapat dijumpai dan tumbuh baik di tempattempat mulai dari dataran rendah sampai daerah ketinggian 2000 m dpl. Jenis ini akan tumbuh dengan baik bila tanahnya cukup subur, terutama di daerah yang beriklim tidak terlalu kering. Selain untuk bahan bangunan, buluhnya sering dipakai untuk tempat mengambil air, saluran air di desa-desa, penampung air aren yang disadap, dan untuk pipa penyuling air aren menjadi saguer atau sopi. Selain itu, buluhnya juga dipakai untuk membuat dinding rumah yang dianyam atau dibelah. Baik juga untuk bahan anyaman misalnya keranjang, dan tempat makanan atau tempat beras
10 seperti yang terdapat di Sumatra (Sastrapradja et al. 1980). Bambu betung mempunyai sifat fisik dan mekanik yang lebih baik daripada jenis bambu lainnya sehingga potensial untuk dikembangkan menjadi komponen struktural maupun sebagai bahan bangunan (Surjokusumo dan Nugroho 1994). 2.5.3 Bambu Tali (Gigantochloa apus (J.A. & J.H. Schultes) Kurz) Bambu tali diduga berasal dari Burma dan sekarang tersebar di seluruh kepulauan Indonesia. Umumnya bambu tali tumbuh di dataran rendah dan dapat juga tumbuh dengan baik di daerah pegunungan sampai ketinggian 1.000 m dpl. Jenis bambu ini umumnya mempunyai rumpun yang rapat. Buluhnya mencapai tinggi 10-20 m, berwarna hijau terang sampai kekuning-kuningan. Percabangannya tidak sama besar. Cabang primer tumbuh dengan baik yang kemudian diikuti oleh cabang-cabang berikutnya. Pada buku-bukunya tampak adanya penonjolan dan berwarna agak kuning dengan miang coklat kehitamhitaman yang lekat. Bambu tali paling banyak diusahakan orang sebagai tanaman pekarangan di desa-desa karena kegunaannya yang bermacam-macam, antara lain sebagai bahan baku pokok dalam pembuatan kerajinan anyaman, baik yang berupa alat-alat rumah tangga maupun hiasan. Beberapa pembuat alat musik bambu ada juga yang menggunakan bahan baku dari bambu jenis ini. Beberapa ahli pernah mencoba bambu ini untuk bahan baku pembuatan kertas tetapi hasilnya kurang memuaskan sebab kertas yang dihasilkan tidak berwarna putih (Sastrapradja et al. 1980). 2.6 Bambu Laminasi Teknologi bambu laminasi pada awalnya didasari oleh pemikiran dari balok glulam. Balok glulam dibuat dari lapisan-lapisan kayu yang relatif tipis yang dapat digabungkan dan direkatkan sedemikian rupa untuk menghasilkan balok kayu dalam berbagai ukuran dan panjang (Breyer et al. 2003). Laminasi bambu diperoleh dari pengolahan batang bambu dimulai pemotongan, perekatan dan pengempaan hingga diperoleh bentuk lamina dengan ketinggian/ketebalan yang diinginkan. Untuk beberapa hal, sifat-sifat lamina tidak jauh beda dari sifat bambu aslinya. Sifat akhir akan banyak dipengaruhi oleh banyaknya nodia/ruas yang ada
11 pada satu batang dan perekat yang dipergunakan (Widjaja 1995 dalam Febriyani 2008). 2.7 Perekat Epoxy Menurut Hartomo et al. (1992) dalam Febriyani (2008), perekat epoxy merupakan produk sintetis termosetting dari reaksi resin poliepoxy dengan zat curing (pengeras) asam atau basa. Epoxy dapat diperoleh dalam bentuk satu atau dua komponen meliputi resin zat cair bebas pelarut, larutan, pasta resin cair, bubuk, palet dan pasta. Perekat epoxy tidak berubah kekuatannya meskipun telah bertahun-tahun dan tahan minyak, alkali, pelarut aromatik, asam, alkohol, juga panas atau cuaca dingin. Pemakaian perekat epoxy sangat luas terutama pada bahan-bahan logam, gelas, keramik, kayu, beton dan plastik termoset. Perekat epoxy memiliki beberapa kelebihan, yaitu mudah dikerjakan, praktis, efisiensinya yang tinggi dalam kekuatan, tahan air serta daya rekatnya permanen.