BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Persiapan Penelitian Jenis kayu yang dipakai dalam penelitian ini adalah kayu rambung dengan ukuran sesuai dengan SNI no. 03 tahun 2002 untuk masing-masing pengujian. Kayu tersebut diambil dari lokasi desa Payageli, Sunggal, Sumatera Utara Kayu tersebut akan diteliti sifat-sifat mekanis dan sifat fisiknya sehingga diperoleh karakteristik yang diperlukan untuk pengujian nantinya. Kayu batangan tersebut dibiarkan kering udara sampai mencapai kadar air 15 % untuk selanjutnya diawetkan, dikeringkan dan diuji sesuai dengan masing-masing jenis pengujian karakterisitik. 3.2 Pelaksanaan Pengawetan Pengawetan yang akan dilakukan pada kayu tersebut mengacu pada SNI no.03-3233 tahun 1998 tentang Tata Cara Pengawetan Kayu untuk Bangunan Rumah dan Gedung. Bahan pengawet yang dipakai adalah Asam Borat dengan kadar 10 % sesuai dengan Jurnal Penelitian yang sudah pernah dilakukan sebelumnya. Metode pengawetan yang akan dilakukan adalah Metode Rendaman Panas Dingin. Proses pengawetan akan dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU. 37
Alat-alat yang diperlukan pada proses pengawetan ini adalah : a) Bak pencampur untuk membuat dan mengaduk bahan pengawet. b) Bak atau tangki persediaan untuk menyimpan persediaan larutan bahan pengawet yang sudah siap pakai. c) Bak pengawetan atau bak perendaman, tempat kayu akan diawetkan. d) Pompa pemindah larutan untuk mengalirkan dan memindahkan larutan bahan pengawet. e) Manometer. f) Termometer. g) Gelas ukur 1000 ml. h) Hidrometer. i) Tungku pemanas. Pelaksanaan pengawetan sebagai berikut : a) Menyiapkan larutan bahan pengawet dengan langkah-langkah sebagai berikut : Menimbang asam borat dan menakar air dengan perbandingan 1 gr asam borat : 10 liter air. Mencampur asam borat dan air dalam bak pencampur. b) Masukkan kayu-kayu yang akan diawetkan ke dalam bak pengawet. c) Masukkan bahan pengawet dari bak pencampur ke dalam bak pengawet sampai permukaan larutan mencapai 10 cm di atas permukaan kayu. d) Tahan kayu-kayu yang sedang diawetkan agar tidak tersembul ke atas. e) Panaskan bak pengawet sampai titik ada gelembung udara yang keluar dari dalam kayu (pemanasan selama 2 jam). f) Matikan api dan biarkan sampai larutan bahan pengawet mendingin (perendaman selama 2 hari). 38
g) Tiriskan kayu sampai tidak ada lagi air menetes dari kayu lalu anginkan menggunakan kipas sampai tercapai kering udara. 3.3 Pelaksanaan Pengujian Pengujian dan pemeriksaan yang akan dilakukan pada kayu tersebut mengacu kepada metode pengujian pada SNI no. 03 tahun 2002. Pengujian tersebut meliputi : 1) Pengujian Physical Properties kayu meliputi : a) Pengujian kadar air b) Pengujian berat jenis c) Pengujian susut 2) Pengujian Mechanical Properties kayu meliputi : a) Pengujian kuat tekan sejajar serat b) Pengujian kuat tekan tegak lurus serat c) Pengujian kuat tarik sejajar serat d) Pengujian kuat tarik tegak lurus serat e) Pengujian kuat lentur f) Pengujian kuat geser 3.3.1. Pengujian Kadar Air Kayu Benda uji dibuat berukuran 2 x 5 x 10 cm sebanyak 8 buah untuk kayu rambung yang belum mengalami pengawetan dan sebanyak 8 buah untuk kayu yang sudah mengalami pengawetan. Gambar 3.1 2 cm Sampel Pengujian Kadar Air Kayu 5 cm 10 cm 39
Metode pengujian kadar air yang digunakan adalah metode Primer Kering Oven. Pengujian kadar air akan dilakukan sesuai dengan langkah-langkah sebagai berikut : Benda uji ditimbang menggunakan timbangan. Benda uji dimasukkan ke dalam oven dengan ketentuan lokasi sebagai berikut Benda uji diletakkan pada posisi ⅓ dari tutup oven. 4 contoh uji diletakkan di rak pertama dan 4 benda uji diletakkan di rak kedua. Akhir proses pengeringan telah dicapai bila kehilangan berat dalam pengukuran setiap 3 jam sekali adalah sama atau bila kehilangan berat kurang dari 2 kali kepekaan timbangan yang dipilih. Benda uji yang telah dikeringkan harus disimpan dalam desikator dengan zat pengering yang baru sampai benda uji mencapai temperatur ruangan. Untuk menghitung kadar air benda uji digunakan persamaan : KA (%) = ( ) 100 (3.1) Dimana : KA adalah kadar air (%) BA adalah berat awal (g) BKO adalah berat kering oven (g) 3.3.2. Pengujian Berat Jenis Kayu Benda uji dibuat berukuran 2 x 5 x 10 cm sebanyak 5 buah untuk kayu rambung yang belum diawetkan dan sebanyak 5 buah untuk kayu rambung yang sudah diawetkan. 40
Gambar 3.2 Sampel Pengujian Berat Jenis Kayu Metode berat jenis yang digunakan adalah dengan cara Pengukuran. Pengujian berat jenis akan dilakukan sebagai berikut : Bentuk benda uji seperti gambar di atas. Ukur panjang (p), lebar (L), dan tinggi (t) benda uji minimal pada 1 tempat pengukuran. Timbang berat benda uji (BA) pada saat pengujian dengan ketelitian ± 0,2 % atau kurang. Masukkan ke dalam oven yang suhunya dapat dijaga sebesar (103 ± 2) C dan timbang sampai berat konstan. Hitung kadar airnya menggunakan persamaan 3.1. Hitung berat jenis berdasarkan berat kering oven dan volume awal menggunakan persamaan berikut : BJ = (3.2) Dimana : BJ L,b,h adalah berat jenis adalah panjang, lebar dan tinggi benda uji K adalah konstanta seesar 1000 (berat dalam gr, volume dalam mm 3. 41
3.3.3 Pengujian Susut Radial dan Tangensial Kayu Benda uji berukuran 2,5 x 2,5 x 10 cm sebanyak 10 buah untuk kayu rambung yang belum diawetkan dan 10 buah untuk kayu rambung yang sudah diawetkan. Kadar air maksimum benda uji 18 %. 2,5 cm Gambar 3.3 Sampel Pengujian Penyusutan Kayu 2,5 cm 10 cm Pengujian susut radial dan tangensial akan dilakukan sebagai berikut : Bentuk benda uji seperti gambar di atas. Ukur panjang (p), lebar (L), dan tinggi (t) benda uji. Timbang berat benda uji. Masukkan benda uji ke dalam oven pada suhu 103 C (± 2 C) sampai berat benda uji mendekati konstan. Ukur panjang (p), lebar (l) dan tinggi (t) benda uji setelah dipanaskan. Timbang berat benda uji setelah dipanaskan. Hitung susut benda uji dalam % menggunakan persamaan di bawah : % susut = 100 (3.3) Dimana : DA DKO adalah dimensi awal. adalah dimensi setelah dipanaskan. 42
3.3.4 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu Benda uji berukuran 5 x 5 x 20 cm sebanyak 5 buah untuk kayu rambung yang belum mengalami pengawetan dan 5 buah untuk kayu rambung yang sudah mengalami pengawetan. Gambar 3.4 Sampel Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu Plat Penjepit 7 x 7 x 0.5 cm Benda uji 5 x 5 x 20 cm Pengujian kuat tekan sejajar serat kayu akan dilakukan sebagai berikut : Bentuk benda uji seperti gambar di atas. Ukur dimensi benda uji lalu catat pada formulir pengujian. Letakkan benda uji secara sentris terhadap alat pembebanan. Jalankan mesin uji dengan kecepatan pembebanan konstan merata dan kecepatan gerakan beban 1 mm per menit. Lakukan pembebasan sampai beban maksimum. Baca dan catat data beban. Gambar retakan-retakan yang timbul untuk pengujian. Hitung kuat tekan dengan rumus : = (3.4) 43
3.3.5 Pengujian Kuat Tekan Tegak Lurus Serat Kayu Benda uji berukuran 5 x 5 x 15 cm sebanyak 5 buah untuk kayu rambung sebelum mengalami pengawetan dan 5 buah untuk kayu rambung setelah mengalami pengawetan. Gambar 3.5 Sampel Pengujian Kuat Tekan Tegak Lurus Kayu Plat penjepit 5 x 7 x 0,5 cm Benda uji 5 x 5 x 15 cm Pengujian kuat tekan tegak lurus serat kayu akan dilakukan sebagai berikut : Bentuk benda uji seperti gambar di atas. Ukur dimensi benda uji lalu catat pada formulir pengujian. Letakkan benda uji secara sentris terhadap alat pembebanan. Jalankan mesin uji dengan kecepatan pembebanan konstan merata dan kecepatan gerakan beban 0,3 mm per menit. Lakukan pembebasan sampai beban maksimum. Baca dan catat data beban. Gambar retakan-retakan yang timbul untuk pengujian. Hitung kuat tekan dengan menggunakan persamaan (3.4). 44
3.3.6 Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat Kayu Benda uji berukuran seperti Gambar 3.6 dengan bentuk seperti gambar di bawah. Benda uji sebanyak 5 buah untuk kayu rambung sebelum mengalami pengawetan dan sebanyak 5 buah untuk kayu rambung setelah pengawetan. Gambar 3.6 Sampel Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat Kayu 10 cm 9,5 cm 7 cm 9,5 cm 10 cm 2,5 cm 2,5 cm 46 cm Pengujian kuat tarik sejajar arah serat kayu akan dilakukan sebagai berikut : Bentuk benda uji seperti gambar di atas. Ukur dimensi benda uji sebelum dipasang pada alat uji. Atur jarum penunjuk skala beban sehingga menunjukkan angka nol. Letakkan benda uji pada mesin tarik dan dijepit pada kedua ujungnya dengan kedudukan vertikal. Jarak jepitan sejauh 26 cm. Jalankan mesin uji, kemudian beri beban secara tetap sampai beban maksimum, dengan kecepatan beban 20 Mpa per menit. Cantumkan nilai hasil pengujian dan bentuk keretakan ke dalam formulir pengujian. 45
Hitung besarnya kuat tarik dengan persamaan di bawah : Dimana : = (3.5) Ft adalah kuat tarik. P adalah beban maksimum. B adalah lebar (mm). H adalah tinggi (mm). 3.3.7 Pengujian Kuat Tarik Tegak Lurus Arah Serat Kayu Benda uji berukuran seperti Gambar 3.7 sebanyak 5 buah untuk kayu rambung sebelum mengalami pengawetan dan sebanyak 5 buah untuk kayu rambung setelah mengalami pengawetan. Gambar 3.7 Sampel Pengujian Kuat Tarik Tegak Lurus Serat Kayu 1,25 2,5 1,25 5 cm 1,25 2,5 5 cm 1,25 46
Pengujian kuat tarik tegak lurus arah serat kayu akan dilakukan sebagai berikut : Bentuk benda uji seperti gambar di atas. Ukur dimensi benda uji sebelum dipasang pada alat uji. Atur jarum penunjuk skala beban sehingga menunjukkan angka nol. Letakkan benda uji pada mesin tarik dan dijepit pada kedua ujungnya dengan kedudukan vertikal. Jarak jepitan sejauh 2,5 cm. Jalankan mesin uji, kemudian beri beban secara tetap sampai beban maksimum, dengan kecepatan beban 1 Mpa per menit. Cantumkan nilai hasil pengujian dan bentuk keretakan ke dalam formulir pengujian. Hitung besarnya kuat tarik dengan persamaan (3.5). 3.3.8 Pengujian Kuat Lentur Kayu Benda uji berukuran 5 x 5 x 76 cm sebanyak 5 buah untuk kayu rambung sebelum mengalami pengawetan dan 5 buah untuk kayu rambung setelah mengalami pengawetan. Gambar 3.8 Sampel Pengujian Kuat Lentur Kayu 5 cm 76 cm 5 cm Pengujian kuat lentur kayu akan dilakukan sebagai berikut : Bentuk benda uji seperti gambar di atas. Ukur dimensi benda uji sebelum dipasang pada alat uji, kemudian catat pada formulir pengujian. Atur jarak tumpuan 71 cm, pasang benda uji pada alat uji. 47
Letakkan bantalan penekan di tengah bentang benda uji. Jalankan mesin uji dengan kecepatan gerakan beban 2,5 mm per menit dengan diperbolehkan ada penyimpangan ± 25 %, dengan besarnya beban maksimum sampai benda uji mengalami patah, kemudian catat beban maksimumnya. Tentukan bentuk keretakan yang terjadi pada benda uji. Hitung kuat lentur dari benda uji menggunakan persamaan di bawah ini : = (3.6) 3.3.9 Pengujian Kuat Geser Benda uji berukuran seperti Gambar 3.9 sebanyak 5 buah untuk kayu rambung sebelum mengalami pengawetan dan 5 buah untuk kayu rambung setelah mengalami pengawetan. Gambar 3.9 Sampel Pengujian Kuat Geser Kayu 3 cm 2 cm 1,3 cm 6,3 cm 5 cm 5 cm Pengujian kuat geser kayu akan dilakukan sebagai berikut : Bentuk benda uji seperti di atas. 48
Ukur dimensi benda uji dan cata pada formulir pengujian. Pasang benda uji pada alat uji sehingga tidak longgar atau tidak bergerak dengan mengencangkan skrup penjepit. Dengan demikian benda uji menjadi terjepit di antara pelat besi B dan pelat besi D. Beri beban dengan kecepatan gerak beban 0,6 mm permenit untuk kecepatan gerakan beban yang dapat diukur dan 5000 N per menit untuk kecepatan gerakan beban yang tidak dapat diukur. Gambar bentuk keretakan yang terjadi setelah pengujian. Hitung kuat geser berdasarkan persamaan di bawah : = (3.7) 49
BAB IV ANALISA DAN HASIL PEMBAHASAN 4.1 HASIL PENELITIAN 4.1.1 Hasil Pengujian Physical Properties Kayu 4.1.1.1 Hasil Pengujian Berat Jenis Pemeriksaan berat jenis kayu memakai 5 buah sampel masing-masing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara. Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil,. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini : Tabel 4.1 Hasil Pengujian Berat Jenis Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode p (mm) l (mm) t (mm) volume (mm³) BA (gr) BB (gr) BKO (gr) KA (%) BJ BJ 1 ASLI 98.2 47.7 18 84314.52 103.84 103.84 89.89 15.519 1.232 BJ 2 ASLI 99 46 17.3 78784.2 99.85 99.85 85.42 16.893 1.267 BJ 3 ASLI 98.3 48 19 89649.6 106.26 106.26 93.22 13.988 1.185 BJ 4 ASLI 97.5 47.2 19 87438 105.93 105.93 92.91 14.014 1.211 BJ 5 ASLI 98.2 47.5 19.2 89558.4 102.59 102.59 88.81 15.516 1.146 Rata-rata 98.24 47.28 18.5 85948.944 103.694 103.694 90.05 15.186 1.208 SD 0.532 0.773 0.819 4553.713 2.627 2.627 3.210 1.219 0.046 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Berat Jenis Kayu Setelah Pengawetan No. Kode p (mm) l (mm) t (mm) volume (mm³) BA (gr) BB (gr) BKO (gr) KA (%) BJ BJ 1 AWET 97.5 46.50 17.50 79340.625 105.700 105.700 91.340 15.721 1.332 BJ 2 AWET 97.5 47.00 17.50 80193.750 113.340 113.340 98.230 15.382 1.413 BJ 3 AWET 99 45.70 16.50 74650.950 108.180 108.180 93.440 15.775 1.449 BJ 4 AWET 98.2 45.20 17.70 78563.928 112.070 112.070 96.950 15.596 1.426 BJ 5 AWET 98.5 46.50 18.00 82444.500 113.330 113.330 98.280 15.313 1.375 Rata-rata 98.14 46.18 17.44 79038.751 110.524 110.524 95.648 15.558 1.399 SD 0.650 0.719 0.564 2850.550 3.426 3.426 3.111 0.204 0.046 50
Keterangan : P = panjang kayu (mm). L = lebar kayu (mm). T = tinggi kayu (mm). BA = BB = berat awal kayu (gr). BKO = berat kayu setelah mengalami pengeringan di oven. KA = kadar air kayu (%). BJ = berat jenis kayu. SD = standar deviasi. Persen kenaikan kuat tarik =... 100% = 15.801 %. 4.1.1.2 Hasil Pengujian Kadar Air Pemeriksaan kadar air kayu memakai 8 buah sampel masing-masing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara. Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil,. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini: 51
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kadar Air Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode p (mm) l (mm) t (mm) volume (mm³) BA (gr) BB (gr) BKO (gr) KA (%) KA 1 ASLI 101 49.3 20 99586 67.34 67.34 61.12 10.177 KA 2 ASLI 101.5 50.5 20 102515 69.78 69.78 63.34 10.167 KA 3 ASLI 101.2 50.5 20 102212 65.74 65.74 59.57 10.358 KA 4 ASLI 101.5 50 19 96425 66.2 66.2 60.09 10.168 KA 5 ASLI 102 49.5 20.5 103504.5 67.02 67.02 60.8 10.230 KA 6 ASLI 101.2 49.2 21 104559.84 64.15 64.15 57.86 10.871 KA 7 ASLI 101.8 50 20 101800 63.15 63.15 57.05 10.692 KA 8 ASLI 101 50.2 20 101404 64.99 64.99 58.65 10.810 Rata-rata 101.4 49.9 20.063 101500.793 66.046 66.046 59.81 10.434 SD 0.366 0.513 0.563 2519.525 2.063 2.063 2.002 0.306 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kadar Air Kayu Setelah Pengawetan No. Kode p (mm) l (mm) t (mm) volume (mm³) BA (gr) BB (gr) BKO (gr) KA (%) KA 1 AWET 110 51 20 112200 71.75 71.75 60.55 18.497 KA 2 AWET 101 51 21 108171 68.58 68.58 58.45 17.331 KA 3 AWET 101 52 20 105040 70.28 70.28 59.6 17.919 KA 4 AWET 101.5 50 20 101500 70.72 70.72 59.54 18.777 KA 5 AWET 101 51 21 108171 66.58 66.58 56.6 17.633 KA 6 AWET 101 51 21 108171 71.99 71.99 60.92 18.171 KA 7 AWET 110 51 20.2 113322 69.63 69.63 59.16 17.698 KA 8 AWET 101 50 20 101000 72.22 72.22 61 18.393 Rata-rata 103.313 50.875 20.4 107196.875 70.219 70.219 59.478 18.053 SD 4.131 0.641 0.501 4486.534 1.928 1.928 1.464 0.492 Keterangan : P = panjang kayu (mm). L = lebar kayu (mm). T = tinggi kayu (mm). BA = BB = berat awal kayu (gr). BKO = berat kayu setelah mengalami pengeringan di oven. 52
KA = kadar air kayu (%). BJ = berat jenis kayu. SD = standar deviasi. Persen kenaikan kuat tarik =... 100% = 73,01 %. 4.1.1.3 Hasil Pengujian Susut Radial dan Tangensial Kayu Pemeriksaan kadar air kayu memakai 10 buah sampel masing-masing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara (kadar air maksimum 18 %). Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini : Tabel 4.5 Hasil Pengujian Susut Kayu Sebelum Pengawetan Dimensi Awal Berat Dimensi Akhir No. Kode Jenis Kayu p (mm) l (mm) t (mm) Awal Arah Susut Kondisi Kayu p (mm) l (mm) t (mm) SU 1 ASLI Rambung 100.2 24.3 25 40.09 Longitudinal Kering udara 100 24.3 24.3 35.96 11.485 3.086 SU 2 ASLI Rambung 101.2 25 25.5 43.29 Tangensial Kering udara 101.2 25 24.8 38.98 11.057 2.823 SU 3 ASLI Rambung 101.2 24.5 25 41.85 Longitudinal dan Tangensial Kering udara 99.7 23 25 37.71 10.979 8.124 SU 4 ASLI Rambung 100 25 25 42.73 Radial dan Tangensial Kering udara 100 24.5 24 38.62 10.642 6.293 SU 5 ASLI Rambung 100 25 25.5 41.82 Radial dan Longitudinal Kering udara 99.5 25 25 37.73 10.840 2.513 SU 6 ASLI Rambung 100 25 25 39.49 Radial dan Tangensial Kering udara 100 24.5 24 35.66 10.740 6.293 SU 7 ASLI Rambung 101 25.2 24.7 43.3 Radial dan Tangensial Kering udara 101 24.5 23.8 39.05 10.883 6.747 SU 8 ASLI Rambung 99.2 25.8 24 41.38 Radial dan Tangensial Kering udara 99.2 25.2 23.2 37.14 11.416 5.911 SU 9 ASLI Rambung 99 24.5 24.8 41.16 Radial dan Tangensial Kering udara 99 23 24 37.08 11.003 10.072 SU 10 ASLI Rambung 99 26 25 44.21 Longitudinal Kering udara 98.5 26 25 39.78 11.136 0.508 Rata-rata Rambung 100.08 25.03 24.95 41.932 99.81 24.5 24.31 37.771 11.018 5.237 SD Rambung 0.850 0.544 0.422 1.484 0.837 0.930 0.619 1.353 0.271 2.924 Berat Akhir Kadar Air (%) Persen Susut 53
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Susut Kayu Setelah Pengawetan Dimensi Awal Berat Dimensi Akhir No. Kode Jenis Kayu p (mm) l (mm) t (mm) Awal Arah Susut Kondisi Kayu p (mm) l (mm) t (mm) SU 1 AWET Rambung 100 26 26 42.25 Radial dan Tangensial Kering udara 100 25 23.5 37.34 13.14944 15.0638 SU 2 AWET Rambung 100 24.8 26 43.5 Tangensial Kering udara 100 24 26 38.48 13.04574 3.33333 SU 3 AWET Rambung 100 25 25.8 41.66 Longitudinal dan Tangensial Kering udara 99.5 25 24.8 36.86 13.02225 4.55503 SU 4 AWET Rambung 100 24 25 43.39 Longitudinal Kering udara 99.2 24 25 38.2 13.58639 0.80645 SU 5 AWET Rambung 100 25.5 26 44.61 Radial dan Tangensial Kering udara 100 24.5 24.5 39.52 12.87955 10.454 SU 6 AWET Rambung 99.5 25 25 41.29 Radial dan Tangensial Kering udara 99.5 23.8 24.5 36.51 13.0923 7.18573 SU 7 AWET Rambung 100.5 25 27 47.05 Longitudinal dan Radial Kering udara 100 25 25 41.62 13.04661 8.54 SU 8 AWET Rambung 98.7 25 26 43.96 Longitudinal dan Tangensial Kering udara 98 24 26 38.7 13.59173 4.91071 SU 9 AWET Rambung 99.5 25 25 40.77 Longitudinal dan Tangensial Kering udara 99 24 25 35.72 14.13774 4.69276 SU 10 AWET Rambung 101 26 25.5 43.94 Radial dan Tangensial Kering udara 101 25 25 38.87 13.04348 6.08 Rata-rata Rambung 99.92 25.13 25.73 43.242 99.62 24.43 24.93 38.182 13.25952 6.56218 SD Rambung 0.61246 0.5889 0.629 1.852067 0.7955 0.5208 0.726 1.69163 0.38972 4.02439 Berat Akhir Kadar Air (%) Persen Susut Keterangan : P : panjang L : lebar T : tinggi SD : standar deviasi Persen kenaikan kuat tarik =,,, 100% = 25,306 %. 4.1.2 Hasil Pengujian Mechanical Properties 4.1.2.1 Hasil Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat Kayu Pemeriksaan kuat tarik sejajar serat kayu memakai 5 buah sampel masing-masing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara. Pengujian dilakukan di Laboratorium Uji Sifat Mekanis Kayu, Fakultas Kehutanan,. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini : 54
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Kuat Tarik (Mpa) Kuat Tarik Ratarata (Mpa) Keterangan TA S 1 ASLI Rambung 10 10 75.651751 TA S 2 ASLI Rambung 15 15 36.34576 TA S 3 ASLI Rambung 10 10 TA S 4 ASLI Rambung 15 14.8 51.17363 17.65956757 46.94476229 TA S 5 ASLI Rambung 9.5 9.5 73.77420499 Kayu melengkung TA S 6 ASLI Rambung 15 15.5 27.06366022 Kayu berlubang kecil Tabel 4.8 Hasil Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat Kayu Setelah Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Kuat Tarik (Mpa) Kuat Tarik Ratarata (Mpa) Keterangan TA S 1 AWET Rambung 10 10 43.87536 TA S 2 AWET Rambung 10.5 10 39.90506667 TA S 3 AWET Rambung 10 10.5 72.78612381 50.13997374 TA S 4 AWET Rambung 15 14.5 46.86683678 Kayu lentur TA S 5 AWET Rambung 10 10.5 54.87893333 TA S 6 AWET Rambung 7 9.8 42.52752187 Keterangan : B : lebar bidang tarik 55
H : tinggi bidang tarik Persen kenaikan kuat tarik sejajar =,,, 100% = 6,81 %. Menurut tabel klasifikasi kuat kayu dari PKKI 2002, sampel yang tidak mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E20. Sementara, sampel yang mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E21. 4.1.2.2 Hasil Pengujian Kuat Tarik Tegak Lurus Serat Kayu Pemeriksaan kuat tarik tegak lurus serat kayu memakai 5 buah sampel masing-masing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara. Pengujian dilakukan di Laboratorium Uji Sifat Mekanis Kayu, Fakultas Kehutanan,. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini : Tabel 4.9 Hasil Pengujian Kuat Tarik Tegak Lurus Serat Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Kuat Tarik (Mpa) Kuat Tarik Rata-rata (Mpa) Keterangan TA TL 1 ASLI Rambung 22 51 1.328590909 TA TL 2 ASLI Rambung 23 50 2.538958261 TA TL 3 ASLI Rambung 21 51.5 1.540669441 1.965140012 TA TL 4 ASLI Rambung 24 51 2.565072712 Pecah di kaki TA TL 5 ASLI Rambung 20 51.5 1.852408738 Pecah di kaki 56
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kuat Tarik Tegak Lurus Serat Kayu Setelah Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Kuat Tarik (Mpa) Kuat Tarik Rata-rata (Mpa) Keterangan TA TL 1 AWET Rambung 20 48 2.451658333 TA TL 2 AWET Rambung 21 48 0.143102183 TA TL 3 AWET Rambung 23 46.5 4.351362319 2.030212632 TA TL 4 AWET Rambung 22.5 48.5 1.562827033 TA TL 5 AWET Rambung 19.8 51 1.64211329 Keterangan : B : lebar bidang tarik H : tinggi bidang tarik Persen kenaikan kuat tarik tegak lurus =,., 100% = 3,31 %. 4.1.2.3 Hasil Pengujian Kuat Lentur Kayu Pemeriksaan kuat lentur kayu memakai 5 buah sampel masing-masing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara. Pengujian dilakukan di Laboratorium Uji Sifat Mekanis Kayu, Fakultas Kehutanan,. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini : 57
Tabel 4.11 Hasil Pengujian Kuat Lentur Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Beban Maksimum (N) Kuat Lentur (Mpa) Kuat Lentur Ratarata (Mpa) Keterangan L1 ASLI Rambung 51 52 6363.012 49.14003785 Pecah di pinggir. L2 ASLI Rambung 51.8 53 5891.236 43.11958075 Mata kayu, jamur. L3 ASLI Rambung 51 51 7737.764 62.12330597 49.49519 Retak. L4 ASLI Rambung 51.3 52.8 7325.384 54.5500048 Retak halus di pinggir, mata kayu. L5 ASLI Rambung 52 52.5 5187.022 38.54302062 Retak halus di pinggir, mata kayu, pecah di pinggir. Tabel 4.12 Hasil Pengujian Kuat Lentur Kayu Setelah Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Beban Maksimum (N) Kuat Lentur (Mpa) Kuat Lentur Ratarata (Mpa) Keterangan L1 AWET Rambung 49.5 50.5 5221.215 44.04871358 Retak halus di pinggir, mata kayu banyak. L2 AWET Rambung 47 51 7214.122 62.84849469 Pecah di pinggir, mata kayu banyak. L3 AWET Rambung 49.5 51.3 5972.965 48.83145316 50.67346869 Pecah dari pinggir sepanjang ⅓ bentang, mata kayu. L4 AWET Rambung 49.7 51.6 5753.645 46.3059585 Pecah di pinggir, lubanglubang kecil, mata kayu. L5 AWET Rambung 50.5 51 6331.06 51.33272351 Retak halus di pinggir, jamur. Keterangan : B : lebar bidang tekan H : tinggi bidang tekan. 58
Persen kenaikan kuat lentur =,,, 100% = 2,38 %. Menurut tabel klasifikasi kuat kayu dari PKKI 2002, sampel yang tidak mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E20. Sementara, sampel yang mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E21. 4.1.2.4 Hasil Pengujian Kuat Geser Kayu Pemeriksaan kuat geser kayu memakai 5 buah sampel masing-masing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara. Pengujian dilakukan di Laboratorium Uji Sifat Mekanis Kayu, Fakultas Kehutanan,. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini : Tabel 4.13 Hasil Pengujian Kuat Geser Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Beban Maksimum (N) Kuat Geser Sejajar Serat (Mpa) Kuat Geser Sejajar Serat Rata-rata (Mpa) Keterangan G1 ASLI Rambung 47.5 46 10760.266 4.924606865 G2 ASLI Rambung 48 45.5 11861.767 5.431211996 G3 ASLI Rambung 47.5 47 9982.648 4.471510862 4.920086336 mata kayu G4 ASLI Rambung 48 46.5 10067.073 4.510337366 G5 ASLI Rambung 47 46.7 11551.242 5.262764591 mata kayu 59
Tabel 4.14 Hasil Pengujian Kuat Geser Kayu Setelah Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Beban Maksimum (N) Kuat Geser Sejajar Serat (Mpa) G1 AWET Rambung 50 48 19362.583 8.067742917 Kuat Geser Sejajar Serat Rata-rata (Mpa) Bentuk Keretakan serat sejajar arah tekan, pecah, serat terpisah, alat bantu uji longgar G2 AWET Rambung 49 50.5 13003.147 5.254858355 alat bantu uji longgar G3 AWET Rambung 51 48 19174.182 7.832590686 6.644116883 jamur, serat sejajar arah tekan G4 AWET Rambung 50.5 48.5 14527.972 5.931600286 retak halus, mata kayu, alat bantu uji longgar G5 AWET Rambung 49 49 14727.235 6.13379217 lubang Persen kenaikan kuat geser =,,, 100% = 35,04 %. Menurut tabel klasifikasi kuat kayu dari PKKI 2002, sampel yang tidak mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E20. Sementara, sampel yang mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E21. 4.1.2.4 Hasil Pengujian Kuat Tekan Kayu 4.1.2.4.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Pemeriksaan kuat tekan sejajar serat kayu memakai 5 buah sampel masing-masing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara. Pengujian dilakukan di Laboratorium Struktur, Politeknik Negeri Medan. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini : 60
Tabel 4.15 Hasil Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Beban Maksimum (N) Kuat Tekan (Mpa) Kuat Tekan Rata-rata (Mpa) Keterangan TE 1 S ASLI Rambung 49.5 50 86204 34.82989899 berlubang kecil TE 2 S ASLI Rambung 50 49.5 83166 33.60242424 TE 3 S ASLI Rambung 50 48 98047 40.85291667 39.2590969 retak halus, mata kayu TE 4 S ASLI Rambung 50.5 49 110975 44.84744393 retak halus, mata kayu TE 5 S ASLI Rambung 48.5 48 98155 42.16280069 retak halus, mata kayu, jamur. Tabel 4.16 Hasil Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu Setelah Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Beban Maksimum (N) Kuat Tekan (Mpa) Kuat Tekan Rata-rata (Mpa) Bentuk Keretakan TE 1 S AWET Rambung 46 46.5 79249 37.04955587 lubang, mata kayu TE 2 S AWET Rambung 47 47.5 91747 41.09608063 jamur TE 3 S AWET Rambung 47 46 98638 45.62349676 40.6472412 jamur, pecah TE 4 S AWET Rambung 43.5 44.5 90922 46.9699083 retak halus TE 5 S AWET Rambung 46 46 68764 32.49716446 lubang, mata kayu, pecah panjang Persen kenaikan kuat tekan sejajar =,,, 100% = 3,53 %. Menurut tabel klasifikasi kuat kayu dari PKKI 2002, sampel yang tidak mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E20. Sementara, sampel yang mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E21. 61
4.1.2.4.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Tegak Lurus Serat Pemeriksaan kuat tekan tegak lurus serat kayu memakai 5 buah sampel masingmasing sebelum pengawetan dan sesudah pengawetan yang dipilih secara acak. Pengujian ini dilakukan ketika benda uji sudah mencapai kondisi kering udara. Pengujian dilakukan di Laboratorium Struktur, Politeknik Negeri Medan. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pemeriksaan di bawah ini : Tabel 4.17 Hasil Pengujian Kuat Tekan Tegak Lurus Serat Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Beban Maksimum (N) Kuat Tekan (Mpa) Kuat Tekan Rata-rata (Mpa) Bentuk Keretakan TE 1 TL ASLI Rambung 54 70 69204 18.30793651 TE 2 TL ASLI Rambung 54 70 62141 16.43941799 lubang, mata kayu TE 3 TL ASLI Rambung 54.5 70 72513 19.00733945 18.96502285 mata kayu TE 4 TL ASLI Rambung 54 70 83794 22.16772487 mata kayu, jamur TE 5 TL ASLI Rambung 53 70 70129 18.90269542 retak halus, mata kayu Tabel 4.18 Hasil Pengujian Kuat Tekan Tegak Lurus Serat Kayu Setelah Pengawetan No. Kode Jenis Kayu Ukuran B (mm) H (mm) Beban Maksimum (N) Kuat Tekan (Mpa) Kuat Tekan Rata-rata (Mpa) Bentuk Keretakan TE 1 TL AWET Rambung 47 70 68472 20.81215805 TE 2 TL AWET Rambung 50 70 54669 15.61971429 retak halus TE 3 TL AWET Rambung 50 70 62001 17.71457143 19.25905795 lubang, retak halus, mata kayu TE 4 TL AWET Rambung 48 70 87770 26.12202381 retak halus, mata kayu, pecah TE 5 TL AWET Rambung 49 70 54972 16.02682216 retak halus, mata kayu Persen kenaikan kuat tekan tegak lurus =,,, 100% = 1,55 %. 62
Menurut tabel klasifikasi kuat kayu dari PKKI 2002, sampel yang tidak mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E20. Sementara, sampel yang mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E21. 4.1.3 Modulus Elastisitas Berdasarkan Hasil Tes Mesin Tensilon Tabel 4.19 Modulus Elastisitas Kayu Tanpa Diawetkan Berdasarkan Data Output dari Mesin Tensilon No. Kode Modulus Elastisitas (Mpa) Rata-Rata LE 1 ASLI 16600 LE 2 ASLI 16700 LE 3 ASLI 13800 LE 4 ASLI 19500 LE 5 ASLI 20300 17380 Tabel 4.20 Modulus Elastisitas Kayu Diawetkan Berdasarkan Data Output dari Mesin Tensilon No. Kode Modulus Elastisitas (Mpa) Rata-Rata LE 1 AWET 19900 LE 2 AWET 22700 LE 3 AWET 20500 LE 4 AWET 18800 LE 5 AWET 19000 20180 4.1.4 Modulus Elastisitas Lentur Kayu Berdasarkan Berat Jenis Kayu Modulus elastisitas lentur berdasarkan atas berat jenis pada kadar air kayu 15 % untuk kayu berserat lurus tanpa cacat kayu dengan rumus estimasi sebagai berikut : = 16500. 63
Tabel 4.21 Modulus Elastisitas Kayu Sebelum Pengawetan No. Kode Berat Jenis MOE MOE rata-rata BJ 1 ASLI 1.23 19090.07 BJ 2 ASLI 1.27 19476.92 BJ 3 ASLI 1.19 18584.85 BJ 4 ASLI 1.21 18871.53 BJ 5 ASLI 1.15 18146.09 18833.89028 Tabel 4.22 Modulus Elastisitas Kayu Setelah Pengawetan No. Kode Berat Jenis MOE MOE rata-rata BJ 1 AWET 1.33 20169.24 BJ 2 AWET 1.41 21021.02 BJ 3 AWET 1.45 21392.53 BJ 4 AWET 1.43 21157.79 BJ 5 AWET 1.37 20616.37 20871.38908 Persen kenaikan modulus elastisitas lentur estimasi =.,, 100% = 0,108 %. Menurut tabel klasifikasi kuat kayu dari PKKI 2002, sampel yang tidak mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E19. Sementara, sampel yang mengalami pengawetan termasuk kelas kuat E21. 4.1.5 Pengaruh Asam Borat pada Kekuatan Kayu Faktor biologis perusak kayu yang penting adalah jamur, serangga dan binatang laut. Kayu yang diserang jamur akan berkurang keteguhan pukul, keteguhan lengkung, keteguhan tekan, kekerasan serta elastisitasnya karena jamur tumbuh dengan memakan serat-serat pada kayu. Serat kayu yang telah terinfeksi jamur lama-kelamaan akan merenggang dan membentuk ruang-ruang kosong pada di dalam kayu. Karena seratnya tidak lagi padat, kayu akan mudah patah atau retak ketika diberi beban atau tarikan. Dengan melakukan proses 64
pengawetan pada kayu menggunakan bahan pengawet asam borat maka dinding-dinding sel kayu terlindung dari jamur dan serangga. Jamur tidak dapat masuk ke serat-serat kayu karena serat kayu sudah bersifat asam. Sehingga serat kayu akan lebih padat dibanding ketika tidak diberi bahan pengawet dan kekuatan kayu bertambah. 4.1.6 Kesimpulan Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties Dari hasil penelitian physical dan mechanical properties yang telah dibahas di atas, maka dapat diabulasikan pada tabel 4.19. Tabel 4.21 Rangkuman Penelitian Physical dan Mechanical Properties Jenis Penelitian Hasil Penelitian (Mpa) Sebelum Sesudah Physical Properties Berat Jenis 1.208 1.399 Penyusutan 5.237 6.562 Kadar Air 10.434 18.053 Mechanical Properties Kuat Tarik Sejajar 46.94 50.14 Kuat Tarik Tegak Lurus 1.96 2.03 Kuat Lentur 49.49 50.67 Kuat Tekan Sejajar 39.26 40.64 Kuat Tekan Tegak Lurus 18.96 19.26 Kuat Geser 4.92 6.64 Modulus elastisitas estimasi 18833.89 20871.39 MOE 4.359 5.364 MOR 49.495 50.673 Menurut ketentuan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu (PKKI, 2002), kuat acuan berdasarkan pemilihan mekanis diambil berdasarkan modulus elastisitas, kuat lentur, kuat tarik sejajar serat, kuat tekan sejajar serat, kuat geser dan kuat tekan tegak lurus serat. Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa menurut ketentuan kuat acuan Tata Cara Perencanaan Konstruksi (PKKI, 2002) seperti yang tercantum pada tabel 2.2, maka kayu sebelum mengalami pengawetan dengan modulus elastisitas estimasi 18833,89 Mpa, kuat tarik sejajar 65
serat 46,94 Mpa, kuat tekan sejajar serat 39,26 Mpa, kuat tekan tegak lurus serat 18,96 Mpa, kuat geser 4,92 Mpa dan kuat lentur 49,49 Mpa termasuk kayu dengan mutu E20 sedangkan kayu setelah mengalami pengawetan dengan modulus elatisitas estimasi 20871,39 Mpa, kuat tarik sejajar serat 50,14 Mpa, kuat tekan sejajar serat 40,64 Mpa, kuat tekan tegak lurus serat 19,26 Mpa, kuat geser 6,64 Mpa, kuat lentur 50,67 Mpa termasuk kayu dengan mutu E21.. Maka kayu mengalami peningkatan kekuatan. 66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil percobaan Mechanical dan Physical Properties Kayu Rambung Sebelum dan Sesudah Pengawetan Sesuai dengan SNI no. 3 Tahun 2002 di laboratorium melalui beberapa tahapan yakni pengawetan, percobaan Physical Properties dan percobaan Mechanical Properties dapat disimpulkan bahwa : 1. Hasil pengujian sifat-sifat fisik kayu rambung tanpa diberi pengawetan memberikan nilai kadar air sebesar 10,434 %, berat jenis sebesar 1,208 gr/mm 3 dan penyusutan sebesar 5,237 %. Hasil pengujian sifat-sifat mekanis kayu rambung tanpa diberi pengawetan memberikan nilai kuat tarik sejajar serat sebesar 46,94 Mpa, kuat tarik tegak lurus serat sebesar 1,96 Mpa, kuat lentur sebesar 49,49 Mpa, kuat geser sebesar 4,92 Mpa, kuat tekan sejajar serat sebesar 39,26 Mpa, dan kuat tekan tegak lurus serat sebesar 18,96 Mpa. Berdasarkan PKKI 1979, kayu tergolong mutu E20. 2. Hasil pengujian sifat-sifat fisik kayu rambung dengan diberi pengawetan memberikan nilai kadar air sebesar 18,053 %, berat jenis sebesar 1,399 gr/mm 3 dan penyusutan sebesar 6,562 %. Hasil pengujian sifat-sifat mekanis kayu rambung dengan diberi pengawetan memberikan nilai kuat tarik sejajar serat sebesar 50,14 Mpa, kuat tarik tegak lurus serat sebesar 2,03 Mpa, kuat lentur sebesar 50,67 Mpa, kuat geser sebesar 6,64 Mpa, kuat tekan sejajar serat sebesar 40,64 Mpa dan kuat tekan tegak lurus serat sebesar 19,26 Mpa. Berdasarkan PKKI 1979, kayu tergolog mutu E21. 67
5.2 Saran 1. Penelitian yang dilakukan hanya terbatas pada konsentrasi pengawetan 10 % sehingga perlu penelitian lebih lanjut dengan variasi konsentrasi pengawetan di atas 10 % sehingga diperoleh pengawetan yang optimal. 2. Karena kayu memiliki kekuatan yang berbeda-beda pada setiap bagian sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan variasi bagian-bagian pada batang kayu. 3. Karena sifat bahan kayu yang mudah rusak karena pengaruh cuaca atau serangga perusak baik selama proses pembuatan maupun masa pelayanan, maka perlu adanya penelitian lanjutan sebagai pembanding untuk mengikutsertakan pengaruh pengawetan bahan terhadap kekuatan balok kayu. 4. Karena tiap proses pengawetan mempunyai pengaruh yang berbeda terhadap kenaikan dan penurunan kekuatan kayu, maka perlu adanya penelitian pembanding dengan metode pengawetan yang berbeda. 68