fakultas kehutanan institut pertanian bogor …

65
to DEPARTEMEN PENDIDlKAN NASIONAL FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR DEPARIEMEN HABIL HUIAN Kampus IPB Darmaga PO BOX 168 Bogor 16001 Alamat Kawat FAHUTAN Bogor Phone: (0251) 621285, Fax: (0251) 621256 - 621285, E-maD : [email protected] .. SURAT KETERANGAN Nomor : IK13.5.3/PL/2007 Yang bertandatangan di bawah ini Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB, menerangkan bahwa Hasil PenelitianiKarya I1miah atas nama Dr. Lina Karlinsari, S.Hut., MSc.F. sebagai penulis utama/tunggal, yang berjudul "Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non Destruktif dengan Metode Gelombang Ultrasonik" sebagai laporan Hibah Penelitian dalam rangka program A2 tahun 2005, telah tercatat dan tersimpan di Perpustakaan Departemen HasH Hutan Fakultas Kehutanan IPB. Demikian Surat Keterangan ini dibuat untuk dipergunakan sebagaimana mestinya. - If- Dr.lr. Dede Hermawan, MSc NIP. 131950984

Upload: others

Post on 23-Oct-2021

11 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

to DEPARTEMEN PENDIDlKAN NASIONAL

FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

DEPARIEMEN HABIL HUIAN Kampus IPB Darmaga PO BOX 168 Bogor 16001 Alamat Kawat FAHUTAN Bogor Phone (0251) 621285 Fax (0251) 621256 - 621285 E-maD dhbipbacid

SURAT KETERANGAN Nomor ~t IK1353PL2007

Yang bertandatangan di bawah ini Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB menerangkan

bahwa Hasil PenelitianiKarya I1miah atas nama Dr Lina Karlinsari SHut MScF sebagai

penulis utamatunggal yang berjudul Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non

Destruktif dengan Metode Gelombang Ultrasonik sebagai laporan Hibah Penelitian dalam

rangka program A2 tahun 2005 telah tercatat dan tersimpan di Perpustakaan Departemen HasH

Hutan Fakultas Kehutanan IPB

Demikian Surat Keterangan ini dibuat untuk dipergunakan sebagaimana mestinya

-If- Drlr Dede Hermawan MSc

NIP 131950984

a

LAPORAN HIBAH PENELITIAN PROGRAM RIBAR KOMPETISI A-2

PENGUJIAN KUALITAS KAYU DAN BAMBU SpoundCARA NON

DESTRUKTIF DENGAN METODE

GELOl1BANG ULTRASONIK

Disustin Oleh

Ketua Peneliti

Lina Karlinasari S Hut MSc F

(Laboratorium Keteknikan Kayu)

DEPARTEl1EN HASIL HUTAN

FAKULTASKEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2005

LEMBAR PENGESAHAN

Ketua Pelaksana Program A-2 DHH Ketua Pelaksana Kegiatan

Ir Sucahyo Sadivo MS ina Karlinasari SHut MScF NIP 131 4 J 1 ~34 NIP 132206244

Mengesahkan

Ketua Depapoundtemen Hasii Hutan

Dr If Dede Hermawan MScF

NIP 131 950984

1 Judu Penelitian

2 Pelaksana Kegiatan

3 Mahasiswa yang teriibat

4 Kebutuhan Biaya

Menyetujui

Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non

Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

Lina Karlinasari SHut MScF (Ketua) _c Dr Naresworo Nugroho MS (Angggota)

1 Mohammad Mulyadi (E241 0 I 045)

2 Andy Iswindarto (E241 0 1 047)

3 Puja Hindrawan (E24IOI090)

Rp 30000000shy

(Tiga puluh juta rupiah)

DAFfARJSI

LEMBAR PENGESAHAN

DAFTAR lSI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

I PENDAHULUAN

A Latar Belakang

3 Tujuan Penelitian

C Hipotesa ~

D Luaran Penelitian

E Manfaat Penelitian

II STUDI PUSTAKA

A fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik

B Pengujian nestruktif

C Sifat Mekanis Kayu

D Sifat Fisis Kayu

C Bambu

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tempat dan Waktll Pelelitian

B Bahan dan Alat

C Metodf Penelitian

Penelitian 1

Penelitian 2

PCllclitian 3

IV HASH dan PEMBAHASN

Penelitian I

A Ukuran Panjang Tetap Dimensi Penampang Beragam

B Ukuran Panjang Beragam Dimensi Penampang Tetap

C Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu

Penelitian 2

A Sifat Fisis Kayu

R Sifat fvlekanis Kayu

Halaman

ii

IV

V

3

3

3

3

II 6

6

8

10

12

12

13

17

21

26

26

29

31

33

33

38

ii

C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43

Penelitian 3 45

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45

2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47

3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47

V KESIl1PULAN 51

iii

DAFTAR TABEL

TabeIl1 TabellVl

TabeI IV2 Tabei IV3

Tabel IVA TabelIVS

TabelIV6

TabeIIV7

TabeIIV8

TabelIV9

TabelIVIO

Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu

Halaman 10 26

27 29

30 32

34

37

43

45

47

iv

Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA

Gambar IIIS

Gambar IVI

Gambar IV2

Gambar IV3

Gambar IV3

Gambar IVA

Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9

Gambar IVlO

DAFT AR GAMBAR

CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA

Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti

Halaman 14 14 17 19

23

27

31

32

35

37

39 40 41 42 48

49

v

I PENDAHULUAN

A Latar Bclakang

Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat

penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi

menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk

kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain

kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging

kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah

menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga

pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin

berkurang

Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam

kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih

mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien

dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka

meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan

ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and

Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain

kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk

dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat

sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan

bahan baku insulator

Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan

peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu

lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi

kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif

pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu

Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan

masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan

perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat

bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen

dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 2: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

a

LAPORAN HIBAH PENELITIAN PROGRAM RIBAR KOMPETISI A-2

PENGUJIAN KUALITAS KAYU DAN BAMBU SpoundCARA NON

DESTRUKTIF DENGAN METODE

GELOl1BANG ULTRASONIK

Disustin Oleh

Ketua Peneliti

Lina Karlinasari S Hut MSc F

(Laboratorium Keteknikan Kayu)

DEPARTEl1EN HASIL HUTAN

FAKULTASKEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2005

LEMBAR PENGESAHAN

Ketua Pelaksana Program A-2 DHH Ketua Pelaksana Kegiatan

Ir Sucahyo Sadivo MS ina Karlinasari SHut MScF NIP 131 4 J 1 ~34 NIP 132206244

Mengesahkan

Ketua Depapoundtemen Hasii Hutan

Dr If Dede Hermawan MScF

NIP 131 950984

1 Judu Penelitian

2 Pelaksana Kegiatan

3 Mahasiswa yang teriibat

4 Kebutuhan Biaya

Menyetujui

Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non

Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

Lina Karlinasari SHut MScF (Ketua) _c Dr Naresworo Nugroho MS (Angggota)

1 Mohammad Mulyadi (E241 0 I 045)

2 Andy Iswindarto (E241 0 1 047)

3 Puja Hindrawan (E24IOI090)

Rp 30000000shy

(Tiga puluh juta rupiah)

DAFfARJSI

LEMBAR PENGESAHAN

DAFTAR lSI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

I PENDAHULUAN

A Latar Belakang

3 Tujuan Penelitian

C Hipotesa ~

D Luaran Penelitian

E Manfaat Penelitian

II STUDI PUSTAKA

A fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik

B Pengujian nestruktif

C Sifat Mekanis Kayu

D Sifat Fisis Kayu

C Bambu

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tempat dan Waktll Pelelitian

B Bahan dan Alat

C Metodf Penelitian

Penelitian 1

Penelitian 2

PCllclitian 3

IV HASH dan PEMBAHASN

Penelitian I

A Ukuran Panjang Tetap Dimensi Penampang Beragam

B Ukuran Panjang Beragam Dimensi Penampang Tetap

C Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu

Penelitian 2

A Sifat Fisis Kayu

R Sifat fvlekanis Kayu

Halaman

ii

IV

V

3

3

3

3

II 6

6

8

10

12

12

13

17

21

26

26

29

31

33

33

38

ii

C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43

Penelitian 3 45

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45

2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47

3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47

V KESIl1PULAN 51

iii

DAFTAR TABEL

TabeIl1 TabellVl

TabeI IV2 Tabei IV3

Tabel IVA TabelIVS

TabelIV6

TabeIIV7

TabeIIV8

TabelIV9

TabelIVIO

Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu

Halaman 10 26

27 29

30 32

34

37

43

45

47

iv

Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA

Gambar IIIS

Gambar IVI

Gambar IV2

Gambar IV3

Gambar IV3

Gambar IVA

Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9

Gambar IVlO

DAFT AR GAMBAR

CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA

Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti

Halaman 14 14 17 19

23

27

31

32

35

37

39 40 41 42 48

49

v

I PENDAHULUAN

A Latar Bclakang

Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat

penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi

menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk

kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain

kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging

kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah

menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga

pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin

berkurang

Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam

kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih

mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien

dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka

meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan

ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and

Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain

kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk

dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat

sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan

bahan baku insulator

Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan

peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu

lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi

kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif

pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu

Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan

masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan

perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat

bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen

dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 3: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

LEMBAR PENGESAHAN

Ketua Pelaksana Program A-2 DHH Ketua Pelaksana Kegiatan

Ir Sucahyo Sadivo MS ina Karlinasari SHut MScF NIP 131 4 J 1 ~34 NIP 132206244

Mengesahkan

Ketua Depapoundtemen Hasii Hutan

Dr If Dede Hermawan MScF

NIP 131 950984

1 Judu Penelitian

2 Pelaksana Kegiatan

3 Mahasiswa yang teriibat

4 Kebutuhan Biaya

Menyetujui

Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non

Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

Lina Karlinasari SHut MScF (Ketua) _c Dr Naresworo Nugroho MS (Angggota)

1 Mohammad Mulyadi (E241 0 I 045)

2 Andy Iswindarto (E241 0 1 047)

3 Puja Hindrawan (E24IOI090)

Rp 30000000shy

(Tiga puluh juta rupiah)

DAFfARJSI

LEMBAR PENGESAHAN

DAFTAR lSI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

I PENDAHULUAN

A Latar Belakang

3 Tujuan Penelitian

C Hipotesa ~

D Luaran Penelitian

E Manfaat Penelitian

II STUDI PUSTAKA

A fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik

B Pengujian nestruktif

C Sifat Mekanis Kayu

D Sifat Fisis Kayu

C Bambu

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tempat dan Waktll Pelelitian

B Bahan dan Alat

C Metodf Penelitian

Penelitian 1

Penelitian 2

PCllclitian 3

IV HASH dan PEMBAHASN

Penelitian I

A Ukuran Panjang Tetap Dimensi Penampang Beragam

B Ukuran Panjang Beragam Dimensi Penampang Tetap

C Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu

Penelitian 2

A Sifat Fisis Kayu

R Sifat fvlekanis Kayu

Halaman

ii

IV

V

3

3

3

3

II 6

6

8

10

12

12

13

17

21

26

26

29

31

33

33

38

ii

C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43

Penelitian 3 45

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45

2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47

3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47

V KESIl1PULAN 51

iii

DAFTAR TABEL

TabeIl1 TabellVl

TabeI IV2 Tabei IV3

Tabel IVA TabelIVS

TabelIV6

TabeIIV7

TabeIIV8

TabelIV9

TabelIVIO

Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu

Halaman 10 26

27 29

30 32

34

37

43

45

47

iv

Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA

Gambar IIIS

Gambar IVI

Gambar IV2

Gambar IV3

Gambar IV3

Gambar IVA

Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9

Gambar IVlO

DAFT AR GAMBAR

CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA

Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti

Halaman 14 14 17 19

23

27

31

32

35

37

39 40 41 42 48

49

v

I PENDAHULUAN

A Latar Bclakang

Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat

penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi

menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk

kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain

kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging

kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah

menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga

pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin

berkurang

Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam

kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih

mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien

dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka

meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan

ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and

Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain

kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk

dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat

sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan

bahan baku insulator

Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan

peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu

lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi

kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif

pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu

Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan

masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan

perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat

bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen

dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 4: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

DAFfARJSI

LEMBAR PENGESAHAN

DAFTAR lSI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

I PENDAHULUAN

A Latar Belakang

3 Tujuan Penelitian

C Hipotesa ~

D Luaran Penelitian

E Manfaat Penelitian

II STUDI PUSTAKA

A fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik

B Pengujian nestruktif

C Sifat Mekanis Kayu

D Sifat Fisis Kayu

C Bambu

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tempat dan Waktll Pelelitian

B Bahan dan Alat

C Metodf Penelitian

Penelitian 1

Penelitian 2

PCllclitian 3

IV HASH dan PEMBAHASN

Penelitian I

A Ukuran Panjang Tetap Dimensi Penampang Beragam

B Ukuran Panjang Beragam Dimensi Penampang Tetap

C Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu

Penelitian 2

A Sifat Fisis Kayu

R Sifat fvlekanis Kayu

Halaman

ii

IV

V

3

3

3

3

II 6

6

8

10

12

12

13

17

21

26

26

29

31

33

33

38

ii

C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43

Penelitian 3 45

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45

2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47

3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47

V KESIl1PULAN 51

iii

DAFTAR TABEL

TabeIl1 TabellVl

TabeI IV2 Tabei IV3

Tabel IVA TabelIVS

TabelIV6

TabeIIV7

TabeIIV8

TabelIV9

TabelIVIO

Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu

Halaman 10 26

27 29

30 32

34

37

43

45

47

iv

Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA

Gambar IIIS

Gambar IVI

Gambar IV2

Gambar IV3

Gambar IV3

Gambar IVA

Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9

Gambar IVlO

DAFT AR GAMBAR

CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA

Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti

Halaman 14 14 17 19

23

27

31

32

35

37

39 40 41 42 48

49

v

I PENDAHULUAN

A Latar Bclakang

Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat

penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi

menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk

kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain

kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging

kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah

menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga

pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin

berkurang

Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam

kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih

mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien

dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka

meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan

ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and

Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain

kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk

dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat

sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan

bahan baku insulator

Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan

peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu

lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi

kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif

pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu

Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan

masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan

perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat

bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen

dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 5: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43

Penelitian 3 45

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45

2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47

3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47

V KESIl1PULAN 51

iii

DAFTAR TABEL

TabeIl1 TabellVl

TabeI IV2 Tabei IV3

Tabel IVA TabelIVS

TabelIV6

TabeIIV7

TabeIIV8

TabelIV9

TabelIVIO

Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu

Halaman 10 26

27 29

30 32

34

37

43

45

47

iv

Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA

Gambar IIIS

Gambar IVI

Gambar IV2

Gambar IV3

Gambar IV3

Gambar IVA

Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9

Gambar IVlO

DAFT AR GAMBAR

CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA

Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti

Halaman 14 14 17 19

23

27

31

32

35

37

39 40 41 42 48

49

v

I PENDAHULUAN

A Latar Bclakang

Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat

penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi

menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk

kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain

kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging

kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah

menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga

pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin

berkurang

Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam

kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih

mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien

dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka

meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan

ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and

Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain

kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk

dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat

sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan

bahan baku insulator

Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan

peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu

lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi

kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif

pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu

Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan

masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan

perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat

bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen

dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 6: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

DAFTAR TABEL

TabeIl1 TabellVl

TabeI IV2 Tabei IV3

Tabel IVA TabelIVS

TabelIV6

TabeIIV7

TabeIIV8

TabelIV9

TabelIVIO

Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu

Halaman 10 26

27 29

30 32

34

37

43

45

47

iv

Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA

Gambar IIIS

Gambar IVI

Gambar IV2

Gambar IV3

Gambar IV3

Gambar IVA

Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9

Gambar IVlO

DAFT AR GAMBAR

CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA

Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti

Halaman 14 14 17 19

23

27

31

32

35

37

39 40 41 42 48

49

v

I PENDAHULUAN

A Latar Bclakang

Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat

penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi

menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk

kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain

kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging

kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah

menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga

pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin

berkurang

Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam

kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih

mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien

dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka

meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan

ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and

Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain

kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk

dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat

sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan

bahan baku insulator

Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan

peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu

lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi

kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif

pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu

Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan

masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan

perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat

bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen

dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 7: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA

Gambar IIIS

Gambar IVI

Gambar IV2

Gambar IV3

Gambar IV3

Gambar IVA

Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9

Gambar IVlO

DAFT AR GAMBAR

CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA

Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti

Halaman 14 14 17 19

23

27

31

32

35

37

39 40 41 42 48

49

v

I PENDAHULUAN

A Latar Bclakang

Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat

penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi

menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk

kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain

kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging

kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah

menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga

pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin

berkurang

Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam

kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih

mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien

dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka

meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan

ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and

Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain

kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk

dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat

sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan

bahan baku insulator

Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan

peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu

lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi

kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif

pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu

Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan

masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan

perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat

bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen

dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 8: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

I PENDAHULUAN

A Latar Bclakang

Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat

penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi

menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk

kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain

kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging

kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah

menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga

pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin

berkurang

Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam

kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih

mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien

dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka

meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan

ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and

Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain

kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk

dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat

sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan

bahan baku insulator

Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan

peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu

lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi

kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif

pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu

Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan

masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan

perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat

bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen

dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 9: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia

digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5

untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian

dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam

pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat

meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy

kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat

dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan

papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai

balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari

teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam

Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi

bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi

persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam

jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas

kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)

pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)

Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah

metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy

bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada

perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu

dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis

kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh

kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya

pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik

bahan

Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas

kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan

kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara

mekanis

2

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 10: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

B Tujuan Penclitian

Penelitian ini bertujuan untuk

I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

rambatan gelombang ultrasonik

2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang

ultrasonik

3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif

4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non

destruktif gelombang ultrasonik

6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis

C Hipotcsis

I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

teriadi

2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

rambatm gelombdng ultrasonik

3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

destruktif dan destruktif

4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

gelombang ultrasonik kayu

D Luaran yang Diharapbn

Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~

trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn

rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya

E Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai

informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 11: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

II STUDI PUSTAKA

A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik

Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat

fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga

diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross

2002)

Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat

dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)

sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu

getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi

Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang

elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak

memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang

mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh

gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio

gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain

gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan

gelombang bunyi (akustik)

Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda

bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang

bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat

merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas

Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20

Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar

20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang

frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL

al 1994)

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran

dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan

alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau

kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi

panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 12: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk

bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan

sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm

mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan

gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)

Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang

ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris

dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan

gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya

setelah jarak rambatan gelombangya diketahui

Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch

sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn

kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi

dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari

peralatan elektronik)

Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang

memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)

pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis

dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan

yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas

antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan

stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak

tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan

untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih

lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi

kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada

bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang

menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung

cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)

Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara

kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan

(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur

pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian

5

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 13: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan

gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)

dVu (I)

X Vu 2

MOEt = (2) g

dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)

waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)

B Pengujlan Destmktif

Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan

kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk

pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is

kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel

C Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu

Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j

luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu

tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis

kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja

Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan

bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk

memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk

menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh

6

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 14: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah

beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan

bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy

produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer

19~Q)

Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok

kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan

keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi

patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan

(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)

Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung

sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur

(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah

(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan

kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan

berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus

eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain

kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan

lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum

sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil

pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah

(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan

Persamaan (3) dan (4)

0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)

3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh

dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2

)

MOR Modulus arupture (kgem2) bull

Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)

b lebar eu (ern)

1

L

I

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 15: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)

D Sifaf Fisis Kayu

Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting

adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis

a Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang

dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan

menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam

kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian

stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya

Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu

sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan

setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa

dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air

dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu

untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal

hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan

Bovyyer (1989)

Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang

menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar

sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan

air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi

ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi

urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)

Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak

melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada

dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah

TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama

oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan

bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di

Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15

8

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 16: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat

rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal

1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum

devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi

mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air

permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan

Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam

kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu

bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan

Munandar 1987 dalam Helmi 2001)

b Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai

perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda

standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan

Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon

maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada

sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah

batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)

Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu

jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon

Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat

penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding

seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon

adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh

perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka

sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel

tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding

sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)

kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak

mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan

oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di

9

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 17: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan

metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan

hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER

1923 dalam Martawijaya 1981)

Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--

Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )

gt 090I gt 650gt1100

II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV

-~

-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy

lt 030 lt215360bull ---shy

(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)

E Bambu

Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia

hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran

bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah

1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa

wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja

(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia

Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera

Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok

daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah

sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu

dikenal dcngan sebuta camboo

Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan

bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy

kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu

yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus

asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater

(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu

hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)

(Surjokusumo 1997)

10

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 18: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)

dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan

dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang

akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd

dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah

bull Kingdom Plantae

bull Divisi Spermatophyta

bull Subdivisi Angiospermae

bull Klas Monokoti ledon

bull Ordo Graminales

bull Famili Graminae

bull Subfamili Bambusoidpae

bull Genus Gigantochloa

bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz

Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a

(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu

terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri

atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh

Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa

ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan

kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada

kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan

kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya

Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu

~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah

yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada

pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup

tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus

untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas

lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2

dan keteguhan

tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar

dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya

] 1

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 19: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …

III METODOLOGI PENELITIAN

A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian

Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai

bulan September 2005

B Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L

Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh

Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis

kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)

kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)

sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn

amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan

Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu

Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex

(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang

berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali

(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut

) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo

2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)

3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg

contoh uji

4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji

5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)

6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu

7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah

dioven (pengkondisian contoh uji)

8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji

10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i

II) Bak untuk merendam eontoh uji

12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian

C IVlctodc Penelitian

PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu

1 Pcrsiapan contoh uji

Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII

Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala

(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

berkisar aniara 15-18

2 Pcmbuatan Contoh Uji

Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori

Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang

melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap

dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang

melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail

ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1

3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em

(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan

panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an

(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em

80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan

ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)

dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh

uji adaiah sebagai berikut

13

Arah pcngurargan dimensi

L

~71~ ~

dlll1enSI C~=7 I L

I c== hf a~- b a

Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam

3 Pcngujian Conroh Uji

aJ Pengujiall S(t~ Fisis

Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2

em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat

berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber

373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air

(KA)

bull Kerapatan

Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan

volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan

secara gravimetris dengan menggunakan rumus

BKUKcrapatan

VKU

Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (em3)

bull Berat Jenis (BJ)

Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai

beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu

diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat

contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus

I

BJ = BKT VKU

Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)

BKT == Berat Kering Tanur (g)

VKU = V 8lume Kering Udara (em3)

bull Kadar Ar (KA)

Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan

kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan

kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai

kudar air dapat dihitung dengan persamaan

KA BB-BKT BKT xIOO

I)imana KA = Kadar Air ()

BKT = Berat Kering Tanur (g)

b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik

Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji

non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)

dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji

yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat

dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang

rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan

rurnus

dVI = xl0 4

I

Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)

d Selisih jarak antar transduser (crn)

= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)

4 Analisis Data

1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian

Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar

yen-- t~

15

2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan

yang digunakan sebagai berikut

o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

Vij = Jl + Ai+ poundij

Dmana

Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang

pada ulangan ke-j

jl = Nilai tengah pengamatan

Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg

Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

pada ulangan ke-j

= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan

J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap

Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk

Dimana

Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang

melintang pada taraf ke i faktor panjang pada

ulangan ke-k

Jl = Nilai tengah pengamatan

Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i

BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada

tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j

Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan

j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

16

3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan

uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan

menggunakan program SPSS ]jOor Windows

Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu

1 Pcrsiapan Confoh TJji

Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal

dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu

bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR

sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan

Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut

Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong

menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan

keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)

dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ

dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat

bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil

pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ

contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian

contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi

TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan

pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat

kondisi kadar air

2cm t~ v 2cm

30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA

Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA

Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)

kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air

17

kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara

perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam

Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami

dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji

mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang

ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi

kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24

jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan

kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar

kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif

2 Pcngujian Non Dcstruktii

Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)

KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan

rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari

pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air

(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus

secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell

longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen

mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen

radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika

kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan

rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap

priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram

untuk tiap spesimen radial

iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar

air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy

kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur

menghasilkan

beratbasah BKT=---shy

1+ ( Ki)100

Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila

~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA

~~~-S7i5i5

18

Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara

menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim

(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung

eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em

Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh

uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)

sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik

dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

d V= -x 10 4

t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan

2 vPMOEdL= -shy

g

Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)

v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)

p = kerapatan (kgm)

g = konstanta gravitasi (981 ms2)

d selisihjarak antar transduser (em)

t = waktu tempuh gelombang (Jls)

S l vatest Duo

Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c

ontoh uji keteguhan entur statis

3 Pengujian Destruktif

a Keteguhan Lentur Stat is

Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban

tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus

kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban

iiiiIiiiiiiii l

19

dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami

kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas

slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull

Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)

dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut

MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2

Dim2na

MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)

MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)

tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)

L Panjc1g bentang (cm)

b Lebar penampang contoh uji (cm)

h Tebal penampang contoh uji (cm)

ty Defleksi karena bebail (cm)

b Pcngujian Sifat fisis

Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran

contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur

103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat

eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan

bentjenis dihitung berdasarkan persamaan

KA= BB-BKT x 100

BKT

BJ = BK~

V]((J BKU herapatan VKU

Dimana KA = Kadai air ()

BA Berat awal (gram)

BKT = Berat kering tanur (gram)

VKU Volume kering udara (em3)

-------~

L

20

4 AnaIisis Data

1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

rncngenai

a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)

b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar

air (KA) dan

( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)

2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif

Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat

digunakall persanaan regresi linear sederhana

Bentuk umum persamaannya adalah

Y=a+~X

Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)

X = nilai peubah bebas

a konstanta regresi

~ = kemiringangradien

Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait

a MORKU - MOEsKu

b MORKU - MOEd ku

Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel

Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar

air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis

a Kadar AIr

21

l

Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari

pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan

tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em

Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus

(BB-BKT)KA = -~--- xl 00

BJT

Dimana KA = Kadar AIr ()

BB = Berat basah (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji

dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)

b 3erat Jenis (8J)

Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan

berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji

untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air

Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3

Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )

Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)

VKU = Volume Bambu Basah (em3)

c Kerapatan

Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna

dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan

membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya

BKU D=-middotshy VKU

Dimana p Kerapotun (gcm3) -

BKU = Berat Kering Udara (g)

VKU = Volume Kering Udara (cm3)

2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu

Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran

ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan

gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan

22

d V=-xl0 4

t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang

diperoleh berdasarkan rumJs

2 vPMOEd =shy

g

Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)

v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)

p = kerapatan (kgm3)

g = konstanta gravitasi (981 mls2)

d = seHsihjarak antar transduse(cm)

t = wa1u tempuh gelombang (Ils)

3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis

Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut

Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood

dinding buluh) I

I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran

1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I

I I

r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan

--gt0sesWli ukuran laminasi I

I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman

I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis

23

a Pengujian Keteguhan Lentur Statis

Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat

keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi

bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus

elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan

metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah

beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum

diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen

-------- L ----------

Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis

Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus

)pL3

MOE 47bh3l1y

PL MOR

bh 2

Diman P Beban Patah (kg)

l1P = Selisih Beban

L Jarak Sangga (cm)

l1y = Selisih Defleksi (cm)

b Lebar Penampang (cm)

r = Tinggi Penampang (cm)

24

4 A nlt isis Data

Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik

dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis

yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan

salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji

Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik

Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah

Yij 11 + tj + cij

Dil11ana

Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i

)l Rataan umum

ti = Pengaruh jarak kc-i

cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j

ij 123

25

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu

A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam

Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar

(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji

berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji

berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran

keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk

comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat

diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata

kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3

sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar

5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms

Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =

Dimcnsi I

Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ

--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon

(b) i (h2 I I i

8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267

51044943 8 _I 3 5915 4908 5207

8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114

51n 5

__ H ~

7 1804 55948 5094t--- 9 4691

I 512S

t--5

8 I 073 I II 8 I 08 5771

4666 I 5292 IS~~l-5773

Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada

pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik

pada kayu sen30n mangium dan rasamala

Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu

lriabcl I F Ilitung-

P 1------shy-~- - --shy

Selgon Mangium Rasamala 0878 0511

1572 0206

1446 0244

Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan

gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu

sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian

stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil

hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan

kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11

Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan

semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan

penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh

dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan

gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun

dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but

diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat

berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14

pada aat berbentuk papan

~ 5900 E ~ 5700 c

15 5500 E E 5300 CJ

(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~

4500

0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu

27

Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang

mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh

pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan

pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan

reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio

penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh

cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika

dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada

langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan

dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan

selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa

kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul

Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk

antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan

berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin

hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak

pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak

ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih

relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang

serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi

awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan

menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc

Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan

kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan

timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm

terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat

Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi

kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)

dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi

cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring

serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang

rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu

mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan

miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

28

antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan

bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang

memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan

geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i

pClapukan

B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap

Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em

Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan

(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan

l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3

Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953

80 5296 4977 493 7 I

I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692

I 40 5690 4676 5308 I I

4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I

Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi

untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar

6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada

kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada

panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga

pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar

4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu

sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em

sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar

5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu

rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan

terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat

29

dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang

berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah

pada panjang 100 em

Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan

dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =

95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui

kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada

pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang

r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-

Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala

F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I

--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I

Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan

gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang

contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang

20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang

signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan

yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan

~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang

20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak

signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut

penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi

100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4

dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20

en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat

dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai

keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran

penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak

trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat

daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak

trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji

30

VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~

-shyE - 6400 I gtlaquo e

CIj

0 bull - s E 5900 I _ C lt1

C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj

a 4900 I Y- ~ C () (l)

sc lt400

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Panjang (em)

- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em

----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-

Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu

Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi

penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang

relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu

Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)

tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~

C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu

Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang

ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti

~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi

penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar

5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929

mis~

31

5800 1 bull bull 57j91---~~~--

en 5600 ~

I OJ 5400 I---~ c (1l

0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l

n 4800 c (I)

g 4600 ~

4400 I _ ~ bullbull

C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)

8erat Jenis

Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu

Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh

nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066

dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031

gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull

Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431

kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap

kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam

pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik

Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~

Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~

Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ

078 (Mangium)

n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini

tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan

enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu

32

II ~

1

softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan

tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang

ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak

memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi

memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1

elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang

rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat

m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari

substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari

trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)

Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

A Sifat Fisis Kayu

Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis

dan keraptan)

1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air

hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen

terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan

rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA

kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang

ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6

33

Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v

() (IS) v vKA KAKA

(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233

t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903

6521 l3 Durian

2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572

I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas

5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058

Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui

bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai

kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu

memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang

mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari

sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta

ada tidaknya tilosis

Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini

menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar

fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air

Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair

pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah

meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan

pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar

relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang

berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih

dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air

(Haygreen dan Bowyel J 989)

Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527

(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena

rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata

KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169

(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya

digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS

Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan

kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA

34

kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy

1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun

ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap

bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya

selalu di b~wah nilai KA TJS

KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C

Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ

mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat

kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara

keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai

berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar

air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar

058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang

pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini

Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it

___ Durian I1 I

l-Pnus Ii

b Rasamala I[

-Kempas Ii--------1

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I

Kadar Air () I

--------- shy--------~

Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik

(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium

8000

7000

f 6000

J~~~~ 3000

2000

1000

0

5

udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik

ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi

ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium

urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659

5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah

patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan

lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms

35

(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan

penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)

Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)

Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba

melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat

ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun

demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik

berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang

ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh

sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg

ultrasOilik lebih besar

Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi

k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar

air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan

bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh

serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana

air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik

disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di

baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam

meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang

berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran

ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air

terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas

((ree wafer)

2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara

Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi

kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7

36

TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon

2 Mang~m______ 1582

3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356

L 5 RasamaJa 1411

r- 6Kempas 14ltg

Kondisi KU BJ l v (ms1

025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__

049 043_J= 5691

069 U61 6856

u8l 071 6142

086 6104075

Hubungan Kerapatan dengan

Kecepaian Gelorobang UltrasonlK

8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z

1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1

~ ~ ~

4000 -- 3000 -2000 - shy1000

o 000 020 040 060 080 100

Kerapatan (gcm3)

Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang

pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini

kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon

rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan

persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi

tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap

kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan

dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat

ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy

sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian

pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411

1356 14106 1402

Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)

hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan

kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung

37

bull

meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik

Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda

pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik

merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang

ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang

ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan

aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan

karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan

pengaturan sel)

Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara

jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur

kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al

(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh

elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi

Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang

terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana

keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms

B Sift Mekanis

1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air

Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5

-shy

38

MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

400000 T---~---

iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -

5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc

lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S

Jenis Kayu

Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam

jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke

kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi

nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara

kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan

gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan

kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan

geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis

artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai

MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang

disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai

perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg

dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan

meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini

kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air

(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh

serat)

2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai

kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini

39

MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air

160000 140000

rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0

~Jl

ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt

N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl

lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~

Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1

Jenis Kayu

Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air

Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)

semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi

kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas

dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi

penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu

Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus

seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu

kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA

1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian

kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu

3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air

Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi

kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini

40

-~ -- ~- ~~----~-------~-shy

MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

2000 1800 +----------------------~--------------shy

~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa

600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200

o

1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo

Jenis Kayu

Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air

Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas

kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal

ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan

kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat

erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh

nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa

kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang

memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard

(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)

termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut

Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak

zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l

kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat

kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang

mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang

lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu

-yang ada di dalam dinding seI

4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada

Gambar IVS di bawah ini

41

MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara

350000

N 300000

5 250000

~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000

~ 50000

a ~~lt- ~ Jt b

QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v

Jenis Kayu

Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara

Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada

pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi

dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus

Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069

Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai

pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis

(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis

(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan

menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd

lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien

Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata

destruktif yang

iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non

lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor

viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig

Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE

didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang

pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu

yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang

Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional

~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan

urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan

laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama

0lt- sect lt-lt$ ~

0 ~~(

42

bull

tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji

bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE

dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang

didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)

C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)

Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada

Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu

dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang

dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan

MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai

koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi

kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat

digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)

Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_

P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)

I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606

MOEddan y=0003Ix+ I_

I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I

2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048

IMOEs dan

8x~ I

-iQ283667 09676 I000250 I

6x+ I 0878294 07714 i 0050029

3 Durian IMOEd jn MOR _~

4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R

MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005

SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J

7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang

- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_

kepercayan 95

43

y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674

y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn

- ~ -7~

J25(isect_ y - 0004

2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815

HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs

dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian

pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)

dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan

098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs

pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu

mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan

koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu

mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan

probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon

durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005

sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu

mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus

elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang

dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa

modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi

dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping

mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong

balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan

adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus

elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)

Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi

Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu

setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd

pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu

lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan

toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain

kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas

bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian

~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan

jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe

41

berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian

kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et

al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR

dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan

fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk

penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik

MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik

menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif

Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis

1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis

Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi

bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9

Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --

is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel

I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --

Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu

Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058

Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-

Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu

tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada

bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian

mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu

pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah

radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah

aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki

panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke

arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar

sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu

mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan

45

bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh

masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke

dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk

menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun

pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan

kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu

lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi

Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air

kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis

mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini

kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang

mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat

penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan

diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis

yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki

kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya

Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy

rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan

peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah

pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis

dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses

Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih

OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat

rnenaikkan berat jnis dan kerapatan

K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari

kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat

dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan

Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi

Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis

kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat

i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat

dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat

46

Kecepatan Gelombang

Ultrasonik (ms)

MOEd

(kgcm2)

MOEs )

(kgcm-)

MOR

(kgsm2)

55556 1604561 121674 I 41185 j

bull

kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060

termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu

Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal

ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai

perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd

serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif

Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs

dn MOR

I

I

63717

65217

62284

58065

2110616

~oo -P016743

I 1752761

I I

125171

75154

107708

105658

27~~9~-1 27511 l 18998J

20972 l I 60504_ 1 19Q3-47

I I 129459 20110

II

I 63492 2095753 221823 52105

I -

61538

~96058 I

96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J

I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J

tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd

sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull

3 SiCat Mekanis Papal Laminasi

Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi

ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

47

laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull

Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20

em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu

tali ditunjukkan pada Gambar IV9

Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling

iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan

jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt

jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya

Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis

pad a berbagai jarak inti

Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti

(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung

lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat

disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan

merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan

pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai

periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti

nilai MOE papan laminasi akan semakin turun

48

Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu

lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull

Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot

rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi

denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12

bull besar

nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut

Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo

Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak

bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang

semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban

tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg

yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm

Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai

inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan

larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy

hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau

renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang

Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan

jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak

berbeda nyata dengan jarak 20 cm

49

Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke

dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan

laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata

papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai

MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk

ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

50

v KESIMPULAN

1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang

dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada

kayu sengon mangiul11 dan rasmala

2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan

nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya

ukuran panjang

3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan

meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah

4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas

5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya

kadar air kecuali padajenis kayu rasamala

6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs

(secara destruktif)

7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon

sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar

4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan

bambu 6162 ms

8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar

11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2

bull

9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi

menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena

beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan

ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji

lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan

10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar

(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding

---------=----shy

NV~IdWV1

I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)

8 I 800

8 I 267

8 160

8 I 114

8 I 089

B I 073

59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442

bull

Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~

~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)

I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000

20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100

Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600

II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500

I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400

I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200

60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200

I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320

I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600

80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600

I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700

I

[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400

100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100

1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I

I-shy

I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833

20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700

Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220

I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667

I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700

V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827

I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100

112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433

I

I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647

80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200

J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867

-- -- - - - -- -- -- --

- --

---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633

fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973

I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667

100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300

--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033

Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133

mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()

1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338

2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072

3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367

ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317

1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427

3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100

3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874

0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398

lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991

2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845

I 5989 5123 0709 0607 16904

i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952

3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357

3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271

0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992

ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot

HasH Pengujian Sifat Fisis

I

Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air

Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I

I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I

Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT

Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es

(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)

~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105

~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -

~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205

~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389

5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326

6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519

Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy

Vlume I BKUSampel I I

BKT BJ Kerapashyp I t KA tan

1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069

2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57

-~-

5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060

6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056

7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060

8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056

9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059

10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053

Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -

Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku

Sampel I I

Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy

p tan

I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146

094 082 I 1504 056 065 i

3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049

5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059

6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065

7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056

8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061

9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066

10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----

050JRata-Rata 1478 058 c

L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~

_ 0shy -~-

Sampel I

BKT KA BJ Ktrapashy

0 t Volume BKU tan

I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080

3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039

4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059

5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064

I Rata-Rata 1196 j 058 064I

L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0

Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan

1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051

2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055

3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047

4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068

5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072

L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059

Laois Pra P

La bullbullbull

L

Sampel _ _-shy

p _ _ _shy -

I - ---

t

I-~--r---

Volume

-

BKU

--~rmiddot-- --~

BKT

-c-

KA BJ Kerapatan

1

2

195

195

185

2

05

05

180

195

117

126

104

112

1237

1246

058

058

065

065

3

4

5

------

2

9

198

~-- bullshy

192

195

185

05

05

05

Rata-Rata

192

85

183

125

117

120

111

104

107

1245

1208

1185

1224

058

056

059

058

065

063

065

065

La ---- II KA dan BJ K -

Sampel p I t Volume --

BKU

O-Jmiddot-~middot

BKT KA BJ Kerapatan

I

2

3

4

5

196

195

195

192

19

19

192

195

19

195

R

05

05

05

05

05

ata-Rata

186

187

190

182

185

121

114

122

125

117

107

101

110

111

103

1306

1259

1051

1310

1384

1262

058

054

058

061

055

057

065

061

064

069

063

064

p = Panjang (cm)

I = Lebar (cm)

Tebal (cm)

BKU = Derat Keriig Udara

BKT = Bera Kering Tanur

KA = Kadar Air

BJ = Berat Jenis

Page 20: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 21: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 22: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 23: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 24: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 25: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 26: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 27: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 28: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 29: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 30: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 31: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 32: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 33: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 34: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 35: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 36: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 37: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 38: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 39: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 40: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 41: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 42: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 43: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 44: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 45: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 46: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 47: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 48: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 49: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 50: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 51: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 52: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 53: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 54: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 55: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 56: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 57: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 58: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 59: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 60: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 61: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 62: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 63: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 64: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …
Page 65: FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR …