bab v. kayu
TRANSCRIPT
BAB V
PENGUJIAN KUALITAS KAYU
A. Penyusutan Kayu
1. Maksud dan Tujuan
a. Untuk mengetahui persentase sudut kayu.
b. Untuk mengetahui penyusutan yang terjadi pada kayu dari keadaan basah
menjadi kering. Dalam hal ini penyusutan berdasarkan pada penyusutan arah
serat kayu.
2. Dasar Teori
Kadar air dalam kayu menentukan volume kayu, berkurangnya air dalam
kayu, maka berkurang pula volume kayu tersebut. Karena susut kayu merupakan
susut volume, maka penyusutan ini terjadi pada tiga arah dimensi yaitu :
a. Arah susut menuju pusat (radial)
b. Arah susut ke arah jenis garis singgung (tangensial)
c. Arah susut yang searah dengan arah panjang batang (axial)
3. Bahan yang digunakan
a. Kayu sampel I (kayu kamfer)
b. Kayu sampel II (kayu meranti)
4. Alat yang digunakan
a. Jangka sorong
b. Timbangan
c. Oven
5. Cara Kerja
a.Masing-masing sampel diberi kode regu, sejajar serat = a, tegak lurus serat =
b, searah serat = c.
b. Menimbang masing-masing sampel kayu.
c.Mengukur panjang, lebar, dan tebal kayu (tangensial, radial, axial)
d. Memasukkan kayu ke dalam oven selama ± 24 jam.
e.Pada hari berikutnya memasukkan ke dalam oxilator selama ± 15 menit,
kemudian ditimbang.
f.Mengukur penyusutan kayu.
6. Hasil Pengamatan
Tabel V.1 Tabel Dimensi Ukuran Kayu
Keterangan Sebelum dioven Sesudah dioven
Kamfer Meranti Kamfer Meranti
Panjang (cm)
Lebar (cm)
Tinggi (cm)
10,45
6,735
4,700
10,745
6,745
4,555
10,215
6,12
4,42
10,515
6,3
4,3
Tabel V.2 Tabel Pengamatan Sampel Kayu
Sampel
Berat (gram) Sebelum dioven Sesudah dioven
Sblm
diove
n
Ssdh
diove
n
a
tangensia
l (cm)
b
radia
l
(cm)
c
axia
l
(cm)
a’
tangensia
l
(cm)
b’
radia
l
(cm)
c’
axial
(cm)
Kanfer (I) 278 234 4 6 10,3 3,8 5,9 10,3
Meranti
(II)155 134 3,1 6,1 10,4 3 5,8 10,4
7. Analisis Data
a. Sampel I ( Kayu Kamfer )
Panjang susut kayu
1) Arah axial = c – c’
= 10,3 – 10,3
= 0 cm
Besar penyusutan = x
= 0 %
2) Arah radial = b – b’
= 6 – 5,9
= 0,1 cm
Besar penyusutan = x
= 1,67 %
3) Arah tangensial = a – a’
= 4 – 3,8
= 0,2 cm
Besar penyusutan = x
= 5 %
Kadar air kayu Kamfer
1) Berat air = berat sebelum dioven – berat sesudah dioven
= 278 – 243
= 35 gram
2) Kadar air terhadap berat kering = x 100%
= x
= 14,40 %
3) Kadar air terhadap berat basah = x 100
= x
= 12,59 %
Kadar lengas
Rumus : X = x 100 %
dengan : 6x = berat benda sebelum dioven
6kv = berat benda sesudah dioven
X = kadar lengas kayu
XKa = x
= 31,56 %
b. Sampel II ( meranti )
Panjang susut kayu
1) Arah axial = c – c’
= 10,5 – 10,4
= 0,1 cm
Besar penyusutan = x 100 %
= 0,952 %
2) Arah radial = b – b’
= 6,1 – 5,8
= 0,3 cm
Besar penyusutan = x 100 %
= 4,918 %
3) Arah tangensial = a – a’
= 3,1 – 3
= 0,1 cm
Besar penyusutan = x 100 %
= 3,226 %
Kadar air kayu
1) Berat air = berat sebelum dioven – berat sesudah dioven
= 155 – 134
= 21 gram
2) Kadar air terhadap berat kering = x 100 %
= x 100 %
= 15,671 %
3) Kadar air terhadap berat basah = x 100 %
= x 100 %
= 13,548 %
Kadar lengas kayu meranti
Rumus : X =
dengan : 6x = berat benda sebelum dioven
6kv = berat benda sesudah dioven
X = kadar lengas kayu
XMr = x 100%
= 33,022 %
c. Harga rata-rata susut kayu
c = susut arah c ( axial ) = = 0,476 %
b = susut arah b (radial) = = 3,294%
a = susut arah a (tangensial) = = 4,113 %
d. Kadar lengas rata-rata
X rata-rata = X Ka + X Mr
2
= 31,56 % + 33,022 %
2
= 32,291 %
8. Kesimpulan
a. Dari percobaan di atas didapat :
a) Sampel I (kayu kanfer)
1) Susut kayu arah axial (c) = 0 %
2) Susut kayu arah radial (b) = 1,67 %
3) Susut kayu arah tangensial (a) = 5 %
b). Sampel II (kayu meranti)
1) Susut kayu arah axial (c) = 0,952 %
2) Susut kayu arah radial (b) = 4,918 %
3) Susut kayu arah tangensial (a) = 3,226 %
b. Dari hasil perhitungan kadar lengas rata-rata di atas yaitu sebesar 32,291 %
adalah kurang lebih 30 % maka dapat dikatakan kayu tersebut basah.
c. Dari sample I dan II, susut kayu rata-rata arah axial (a) < susut kayu arah
radial (b) < susut kayu arah tangensial (c).
d. Kadar air kayu kamfer < kadar air kayu meranti
9. Saran-saran
a. Potongan kayu harus rata dan sudut-sudutnya harus siku, karena akan
mempengaruhi pengukuran panjang kayu.
b. Dalam pengukuran, ketelitian harus diperhatikan dengan baik.
c. Terlebih dahulu kayu harus diteliti, apakah retak atau tidak agar tidak
mempengaruhi penyusutan kayu.
B. Pengujian Kuat Desak Kayu
1. Maksud dan Tujuan
Untuk mengetahui terjadinya kuat desak kayu sehingga dapat
mengetahui kekuatan kayu dengan tepat.
2. Dasar Teori
Kayu untuk bangunan atau suatu konstruksi harus bersifat baik dan
sehat. Ketentuan bahwa segala sifat dan kekurangan-kekurangan yang ada,
tidak akan merusak atau mengurangi nilai konstruksi (bangunan). Dalam
Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia tahun 1961 disebutkan bahwa untuk
beberapa jenis kayu, tegangan yang diperkenankan diambil agak rendah. Tetapi
dalam peraturan ini diberi kemungkinan juga untuk bukti-bukti dari
penyelidikan yang dapat dipertanggungjawabkan.
TabelV.3DataKlasifikasiKelasKayu
Kelas Berat JenisKekuatan lengkung
absolut (kg/cm³)
Kekuatan tekan
absolut(kg/cm³)
I
II
III
IV
V
> 1100
1100 – 750
750 – 500
500 – 360
< 360
> 1100
1100 – 750
750 – 500
500 – 360
< 360
> 600
600 – 425
425 – 300
300 – 215
< 215
3. Bahan yang digunakan
Tabel V.4 Data Bahan Uji Kuat Desak Kayu
No Data Kayu Kayu Kanfer Kayu Meranti
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Cacat Kayu
Panjang ( p )
Lebar ( l )
Tinggi (t )
Berat ( s )
Volume ( v )
-
30 cm
6,7 cm
4,7 cm
782 gram
949,7 cm3
-
30 cm
6,7 cm
4,5 cm
456 gram
904,5 cm3
7. Berat Jenis ( Bj ) 0,823 gr/cm3 0,504 gr/cm3
4. Alat yang digunakan
a. Timbangan
b. Penggaris siku-siku
c. Amplas
d. Jangka sorong
e. Gergaji
f. Alat uji desak
5. Cara Kerja
a. Memotong kayu dengan ukuran panjang 30 cm, lebar 4 cm, dan
tinggi 5 cm, kemudian mengukur panjang, lebar dan tinggi sebenarnya
menggunakan jangka sorong.
b. Menimbang berat kayu.
c. Memasukkan kayu ke dalam alat uji desak dan mencatat pemendekan
kayu yang terjadi, mulai dari saat jarum menunjukkan beban 2,5 kN; 5
kN; 7,5 kN; dan seterusnya (kelipatan 2,5 kN).
d. Menggambar sket kerusakan kayu akibat beban yang bekerja pada kayu.
6. Alur Kerja
Pengujian Kuat Desak Kayu
Menyiapkan Alat Dan Bahan:1. Timbangan Digital2. Penggaris Siku – siku3. Jangka Sorong4. Gergaji5. Alat uji desak
Mulai
Gambar V.1 Alur Kerja Kuat Desak Kayu
7. Hasil Pengamatan
Tabel V.5 Data Pengamatan Uji Kuat Desak Kayu Kamfer
No Beban (P)
(kN)
Perpendekan (DL.10ˉ5)
(cm)
1.
2.
3.
4.
0
25
50
75
0
0,34
0,75
1,43
Langkah Kerja :1. Memotong kayu dengan ukuran panjang ± 30 cm,
lebar ± 4 cm, dan tinggi ± 5 cm, kemudian mengukur panjang, lebar dan tinggi sebenarnya menggunakan jangka sorong.
2. Menimbang berat kayu3. Memasukkan kayu kedalam alat uji desak dan
mencatat pemendekan kayu yang terjadi, mulai dari saat jarum menunjukkan beban 2,5 kN; 5 kN; 7,5 kN; dan seterusnya ( kelipatan 2,5 kN )
Kesimpulan
Analisis data
Mengamati hasil praktikum
Selesai
5.
6.
7.
100
125
150
2,59
3,42
4,2
Tabel V.6. Perhitungan Tegangan dan Regangan Kayu Kamfer
No
Beban (P) Perpendekan σ=P/A
ε=ΔL.10-5/h
Koreksi
kN Kg ΔL.10-³ (Kg/cm²)Analitis Grafis
ε'.10-5 ε'. 10-5
1 0 0 0 0,000 0,000 0 0
2 25 2500 0,34 79,390 1,133 2,573 2,600
3 50 5000 0,75 158,781 2,500 3,940 4,000
4 75 7500 1,43 238,171 4,767 6,207 6,200
5 100 10000 2,59 317,561 8,633 10,073 10,000
6 125 12500 3,42 396,951 11,400 12,840 12,900
7 150 15000 4,2 476,342 14,000 15,440 15,400
Koreksi : =
476,342X + 539,695 = 39,390X + 1111,48
396,952 X = 571,765
X = 1,440
σp = 396,95 kg/cm²
σmax = 476,34 kg/cm²
σ0,05 = 444 kg/cm²
εp = 12,84 . 10ˉ5 cm
εmax = 15,44 . 10ˉ5 cm
ε0,05 = 114,3 . 10ˉ5 cm
a). Modulus elastisitas = = = 30,91511. 10ˉ5 kg/cm²
b). Modulus kenyal = ½ . σp . εp
= ½ . 396,95 . 12,84 . 10ˉ5
= 2548,419 . 10ˉ5 kg/cm²
c). Modulus secand = = = 3,884514. 10ˉ5 kg/cm²
d). Diketahui : P = 15000 kg
A = 31,49 cm²
σk = 1 5 000 = 476,342 kg/cm² = 47,6342 MPa
31,49
Kekuatan absolut σk = 47,6342 MPa
Tabel V.7 Data Pengamatan Uji Kuat Desak Kayu Meranti
No Beban (P)
(kN)
Perpendekan (DL.10ˉ5) cm
Kayu Meranti
1.
2.
3.
0
25
50
0
0,4
1,11
Tabel V.8 Perhitungan Tegangan dan Regangan Kayu Meranti
No Beban (P) Perpendekan σ=P/A ε=ΔL.10-5/h Koreksi
kN Kg ΔL.10-³ (Kg/ Analitis Grafis
cm²) ε'.10-5 ε'. 10-5
1 0 0 0 0,000 0,000 0 0
2 25 2500 0,4 82,919 1,333 2,367 2,4
3 50 5000 1,11 165,837 3,700 4,734 4,7
Koreksi : X + 1,333 = 82,919
X + 3,700 165,837
165,837 X + 221,060 = 82,919 X + 306,800
82,918X = 85,74
X = 1,034
σp = 82,92 kg/cm²
σmax = 165,84 kg/cm²
σ0,05 = 103 kg/cm²
εp = 2,367 . 10ˉ5 cm
εmax = 4,734 . 10ˉ5 cm
ε0,05 = 2,85 . 10ˉ5 cm
a). Modulus elastisitas = = = 35,03167. 10ˉ5 kg/cm²
b). Modulus kenyal = ½ . σp . εp
= ½ . 82,92 . 2,367 . 10ˉ5
= 98,13582. 10ˉ5 kg/cm²
c). Modulus secand = = = 36,14035 . 10ˉ5 kg/cm²
d). Diketahui : P = 5000 kg
A = 30,15 cm²
σ k = 5000 = 165,837 kg/cm² = 16,5837 MPa
30,15
Kekuatan absolut σ k = 16,5837 MPa
8. Kesimpulan
a. Dari hasil percobaan kuat desak kayu kamfer dengan menggunakan alat
desak hidrolis, diperoleh :
σp = 396,95 kg/cm²
σmax = 476,34 kg/cm²
σ0,05 = 444 kg/cm²
εp = 12,84 . 10ˉ5 cm
εmax = 15,44 . 10ˉ5 cm
ε0,05 = 114,3 . 10ˉ5 cm
Kayu kamfer mempunyai kekuatan absolut σk = 476,342 kg/cm²
b. Dari hasil percobaan kuat desak kayu Meranti dengan menggunakan alat
desak hidrolis, diperoleh:
σp = 82,92 kg/cm²
σmax = 165,84 kg/cm²
σ0,05 = 103 kg/cm²
εp = 2,367 . 10ˉ5 cm
εmax = 4,734 . 10ˉ5 cm
ε0,05 = 2,85 . 10ˉ5 cm
Kayu Meranti mempunyai kekuatan absolut σk = 165,837 kg/cm²
9. Saran-saran
a. Kayu yang akan diuji desak harus mempunyai permukaan yang siku dan
rata sehingga seluruh bagian penampang dapat menerima gaya desak
secara merata.
b. Ketelitian dalam pengukuran panjang, lebar dan tinggi kayu yang akan
diuji harus benar-benar teliti, karena akan mempengaruhi besaran tegangan
dan regangan yang terjadi.
c. Dalam pemasangan kayu yang akan diuji dalam alat uji desak hidrolis
harus benar-benar tegak lurus.
d. Dalam memperhatikan dan mencatat gerak jarum pada saat didesak harus
dengan teliti, karena sangat mendukung kebenaran data yang diperoleh.
e. Bahan uji sebaiknya dalam keadaan kering sehingga dapat memperoleh
nilai dasar maksimum.
C. Pengujian Kuat Lentur Kayu
1. Maksud dan Tujuan
Untuk mengetahui kuat lentur kayu sehingga dapat mengetahui
kekuatan kayu dengan baik.
2. Dasar Teori
Jika batang kayu diletakkan di atas dua tumpuan, dibebani dengan gaya
P, maka serat-serat tepi atas dari batang akan saling mendesak dan pada serat-
serat tepi bawah akan saling tarik-menarik. Karena serat-serat tepi atas saling
mendesak, maka akan terjadi tegangan tekan. Sebaliknya pada serat tepi bawah
akan terjadi tegangan tarik. Tegangan demikian disebut tegangan lentur (s lt).
Pada batas antara tegangan tekan dan tegangan tarik, ada serat-serat yang
tegangannya = 0, berarti tidak terjadi tegangan. Tegangan ini terletak pada garis
atau bidang lurus yang disebut garis netral, seperti tampak pada gambar :
p Serat tekan ⅓h C
Garis normal ⅔h
h
Serat tarik T
(a) Balok dibebani (b) Tampang balok (c) Diagram tegangan
Gambar V.4 Pengujian Kuat Lentur Kayu
Jika tegangan yang terjadi (s lt) telah mencapai tegangan ijin (s lt), maka
dianggap garis netral berada pada setengah tinggi balok (½ h). Pada saat ini
masih terjadi keseimbangan yaitu : gaya tekan C sama dengan gaya tarik T.
Besarnya gaya tekan maupun gaya tarik dapat dihitung dengan rumus :
C = T = luas diagram x lebar balok
C = ½ h . lt x b
2
C = ¼ . h . lt . b
Akibat gaya tarikdan gaya tekan, dapat menimbulkan momen yang besarnya
M = besarnya gaya x jarak antara gaya tekan dan gaya tarik
= C x ⅔ h
= ¼ . b . h lt . ⅔ h
= 1/6 . b . h² . lt
Karena tahanan momen W = 1/6 . b . h² , maka diperoleh tegangan ijin σ lt
δ lt = M / V
Oleh karena itu pada perencanaan balok yang menderita momen lentur atau
batang tidak disambung, digunakan rumus sebagai berikut :
δ = M / V lt
3. Bahan yang digunakan
Tabel V.9DataBahanUjiKuatLenturKayu
No Keterangan Meranti Kamfer
1 Panjang (cm) 50 50
2 Lebar (cm) 6,7 6,7
3 Tinggi (cm) 4,5 5
4 Berat (gr) 752 1317
5 Volume (cm³) 1507,5 1675
6Berat jenis
(gr/cm³)0,50 0,79
4. Alat-alat yang digunakan
a. Timbangan
b. Penggaris siku-siku
c. Jangka sorong
d. Alat uji lentur
e. Desicator
f. Oven
g. Amplas
5. Cara Kerja
a. Kayu ditimbang kemudian diukur panjang, lebar dan tingginya.
b. Menghitung berat jenis kayu.
c. Kayu dimasukkan ke dalam alat uji lentur dan mencatat tekanan maksimum
dan mengukur lendutan kayu yang terjadi sampai kayu retak/patah.
d. Menggambar sket kerusakan kayu akibat beban yang bekerja pada kayu.
6. Alur Kerja
Pengujian Kuat Lentur Kayu
Menyiapkan Alat dan Bahan :a. Timbangan kapasitas max
10 kgb. Penggaris siku – sikuc. Jangka Sorongd. Alat uji lenture. Gergaji
Langkah Kerja :a. Kayu ditimbang kemudian diukur panjang, lebar
dan tingginya.
b. Menghitung berat jenis kayu.
c. Kayu dimasukkan ke dalam alat uji lentur dan
mencatat tekanan maksimum dan mengukur
lendutan kayu yang terjadi sampai kayu
retak/patah.
d. Menggambar sket kerusakan kayu akibat beban
yang bekerja pada kayu.
Mulai
Gambar V.5 Alur Kerja Kuat Lentur Kayu
7. Hasil Pengamatan
a. Jenis Kayu Kanfer
Panjang = 50 cm
Lebar = 6,7 cm
Tinggi = 5 cm
Berat kayu (S) = 1317 gram
Volume (V) = p x l x t
= 50 x 6,7 x 5
= 1675 cm³
Berat Jenis (γ) = S / V = 1317 / 1675 = 0,79 gram/cm³
Pmaks = 11,5 kN = 1150 kg
Luas (A) = p x l = 50 x 6,7
Mengamati Hasil Praktikum
Analisis Data
Kesimpulan
Selesai
= 335 cm²
Tegangan (σ) = Pmaks / A = 1150 / 335 = 3,432 kg/cm²
b. Jenis Kayu Meranti
Panjang = 50 cm
Lebar = 6,7 cm
Tinggi = 4,5 cm
Berat kayu (S) = 752 gram
Volume (V) = p x l x t = 50 x 6,7 x 4,5
= 1507,5 cm³
Berat Jenis (γ) = S / V = 752 / 150,5
= 0,50 gram/cm³
Pmaks = 15,2 kN = 1520 kg
Luas (A) = p x l = 50 x 6,7
= 335 cm²
Tegangan (σ) = Pmaks / A = 1520 / 335
= 4,537 kg/cm
8. Kesimpulan
a. Untuk Jenis Kayu Kamfer :
1) Kayu mengalami retak pada tekanan 1150 kg
2) Kayu mengalami lentur pada tegangan 3,433 kg/cm²
3) Berat jenis = 0,79 gr/cm2
Menurut PPKI 1961 kayu kamfer tersebut termasuk dalam kelas V.
b. Untuk Jenis Kayu Meranti :
1) Kayu mengalami retak pada tekanan 1520 kg
2) Kayu mengalami lentur pada tegangan 4,537 kg/cm²
3) Berat jenis = 0,50 gr/cm2
Menurut PPKI 1961 kayu meranti tersebut termasuk dalam kelas V.
9. Saran-saran
a. Dalam memperhatikan dan mencatat jarak jarum pada saat lentur harus
dengan teliti, karena sangat mendukung kebenaran data yang diperoleh.
b. Bahan uji diusahakan dalam keadaan kering sehingga dapat diperoleh nilai
lentur yang maksimum.