cross laminated bamboo.pdf

KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED BAMBOO

SEBAGAI BAHAN KOMPOSIT STRUKTURAL

ANA AGUSTINA

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER

INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Karakteristik Cross

Laminated Bamboo sebagai Bahan Komposit Struktural adalah benar karya saya

dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun

kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari

karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan

dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Agustus 2014

Ana Agustina

NIM E251120041

RINGKASAN ANA AGUSTINA. Karakteristik Cross Laminated Bamboo sebagai Bahan

Komposit Struktural. Dibimbing oleh DEDE HERMAWAN dan NARESWORO

NUGROHO.

Cross laminated bamboo (CLB) merupakan produk yang dihasilkan pada

penelitian ini, yang bertujuan untuk menghasilkan cross laminated bamboo (CLB)

kualitas tinggi dengan mengkaji pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi

sudut bilah bambu. Pada penelitian ini dilakukan variasi sudut penyusunan antar

lapisan CLB dengan membentuk sudut 0o, 45

o dan 90

o antara core dengan

face/back. Jenis bambu yang digunakan adalah bambu betung yang dipotong

menjadi ukuran bilah 115 cm x 2 cm dengan ketebalan bilah 0.80 cm, 1.00 cm dan

1.33 cm. Tebal CLB yang dibuat sebesar 4 cm menggunakan perekat isosianat

pada berat labur 280 g/m2. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian

kerapatan, kadar air, kembang susut, delaminasi, keteguhan rekat, tekan sejajar

serat, MOE dan MOR yang mengacu pada standar pengujian ASTM D 143-94

(2008) dan JAS 1152 (2007), serta pengujian kekakuan dan kekuatan bidang panel

CLB dengan melakukan penurunan rumus sesuai dengan kaidah-kaidah mekanika

teknik.

Berdasarkan hasil pengujian, nilai delaminasi, kekakuan lentur, keteguhan

patah dan keteguhan rekat belum memenuhi persyaratan standar JAS 1152 (2007).

Sementara untuk nilai tekan sejajar serat apabila dibandingkan dengan produk

CLT dari kayu solid yang memiliki nilai kekuatan tekan sejajar serat 245 kg/cm2,

maka nilai kekuatan tekan sejajar serat CLB jauh lebih tinggi hasilnya yaitu dapat

mencapai 434 kg/cm2. Pada pengujian bidang panel terjadi peningkatan nilai

MOE dan MOR seiring dengan peningkatan sudut core CLB.

Kata kunci: Cross Laminated Bamboo, bambu betung, perekat isosianat, sifat fisis

mekanis

SUMMARY

ANA AGUSTINA. Characteristic of Cross Laminated Bamboo as Structural

Composite Material. Supervised by DEDE HERMAWAN and NARESWORO

NUGROHO.

Cross laminated bamboo (CLB) was a product in this research, the purpose

of this study was to produce the high quality of cross laminated bamboo with

examine the effect of layer thickness and orientation angle of CLB. In this study,

the preparation of the angular variation between CLB layer with an angle

between the core and face/back of 0o, 45

o and 90

o were investigated. The type of

bamboo used was betung bamboo splits were cut into size of 115 cm x 2 cm with

thickness of 0.80 cm, 1.00 cm and 1.33 cm respectively. CLB products were made

with a thickness of 4 cm by using isocyanate adhesive (glue spread 280 g/m2).

Testing was conducted on the test density, moisture content, swelling and

shrinkage volume, delamination, bonding strength, compresive strength parallel

to grain, MOE and MOR with reference to ASTM D 143-94 (2008), and JAS 1152

(2007). and testing of the stiffness and strength of CLB panel by derivation

according to the principles of engineering mechanics.

Based on the test results, the value of delamination, MOE, MOR, and

bonding strength were still under the standard requirements of JAS 1152 (2007).

When compared with CLT products of solid wood which had a value of

compressive strength parallel to the fiber of 245 kg/cm2, compressive strength

parallel to fiber value of CLB was much higher which can reach 434 kg/cm2. In

CLB panel testing occurred MOE and MOR values increase with increasing the

angle of CLB cores.

Keywords: Cross Laminated Bamboo, betung bamboo, isocyanate adhesive,

physical mechanical properties

Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan

IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini

dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED BAMBOO

SEBAGAI BAHAN KOMPOSIT STRUKTURAL

ANA AGUSTINA

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains

pada

Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Prof Dr Ir Sucahyo, MS

Judul Tesis : Karakteristik Cross Laminated Bamboo sebagai Bahan Komposit

Struktural Nama : Ana Agustina

NIM : E251120041

Disetujui oleh

Komisi Pembimbing

Dr Ir Dede Hermawan, MSc Dr Ir Naresworo Nugroho, MS

Ketua Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi

Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Fauzi Febrianto, MSc

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian: 29 Agustus 2014 Tanggal Lulus:

PRAKATA

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala

karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih

dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2013 ini ialah

pengembangan produk komposit, dengan judul Karakteristik Cross Laminated

Bamboo sebagai Bahan Komposit Struktural. Karya ilmiah ini merupakan salah

satu syarat untuk melaksanakan penelitian dalam rangka penulisan Tesis untuk

memperoleh gelar Master Sains pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil

Hutan di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir.Dede Hermawan, M.Sc

dan Bapak Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS selaku pembimbing atas bimbingan

dan arahan dalam penulisan karya ilmiah, sehingga karya ilmiah ini berhasil

diselesaikan, Bapak Effendi Tri Bahtiar S.Hut M.Si yang telah banyak memberi

saran dalam penulisan karya ilmiah ini, serta Bapak Prof. Dr. Ir. Sucahyo, MS

selaku dosen Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis. Kepada Dirjen Pendidikan

Tinggi (DIKTI) atas bantuan dana beasiswa yang diberikan dan kepada Dekan

Sekolah pascasarjana serta ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan

Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan penulis kesempatan untuk

melanjutkan studi strata dua. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada

ayah (Zulkarnain) (alm), ibu (Zuraida), serta adik-adikku (Mia Masthuriah, Fajar

Mustaqin dan Faras Khairunnisa), atas segala doa dan kasih sayangnya. Di

samping itu, penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Reza Ramadhan,

Romi Lasse, Bapak Supriatin, Bapak Suhada, Bapak Kadiman, Bapak Mahdi dan

Muh Irfan yang telah membantu selama proses penelitian. Serta ucapan terima

kasih kepada seluruh rekan-rekan seperjuangan pascasarjana THH 2012.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu

pengetahuan.

Bogor, Agustus 2014

Ana Agustina

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

1 PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 3

Tujuan Penelitian 3

2 METODOLOGI 4

Tempat dan Waktu Penelitian 4

Bahan dan Alat Penelitian 4

Prosedur Penelitian 4

Analisis Data 14

3 HASIL DAN PEMBAHASAN 15

Sifat Fisis Cross Laminated Bamboo 15

Delaminasi Cross Laminated Bamboo 20

Sifat Mekanis Cross Laminated Bamboo 22

Kekakuan dan Kekuatan Bidang Panel Cross Laminated Bamboo 29

4 SIMPULAN DAN SARAN 32

Simpulan 32

Saran 32

DAFTAR PUSTAKA 33

LAMPIRAN 36

RIWAYAT HIDUP 47

DAFTAR GAMBAR

1 Diagram alir pembuatan panel CLB 5 2 Pola penyusunan CLB berdasarkan ketebalan bilah dan orientasi sudut core 7 3 Pola pemotongan contoh uji panel CLB 9 4 Pengujian MOE dan MOR balok CLB menggunakan UTM merk

instron 11

5 Pengujian kekuatan tekan sejajar serat CLB 11 6 Pengujian keteguhan rekat 12 7 Pengujian kekakuan dan kekuatan bidang panel 13 8 Pengujian kekakuan dan kekuatan bidang panel 13 9 Kerapatan cross laminated bamboo 15

10 Kadar air cross laminated bamboo 15 11 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap kadar air cross

laminated bamboo 17

12 Penyusutan volume cross laminated bamboo 18 13 Pengembangan volume cross laminated bamboo 19 14 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap pengembangan

volume cross laminated bamboo 19

15 Delaminasi rendaman air dingin cross laminated bamboo 20 16 Delaminasi rendaman air mendidih cross laminated bamboo 21 17 Kekakuan lentur cross laminated bamboo 22 18 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap MOE cross

laminated bamboo 23

19 Hubungan nilai MOE pengujian dengan nilai MOE persamaan Hankinson 24

20 Keteguhan patah cross laminated bamboo 25 21 Hubungan nilai MOR pengujian dengan nilai MOR persamaan

Hankinson 26

22 Kekuatan tekan sejajar serat cross laminated bamboo 27 23 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap tekan sejajar serat

cross laminated bamboo 27

24 Keteguhan rekat cross laminated bamboo 28 25 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap keteguhan rekat


26 Kekakuan lentur bidang panel cross laminated bamboo 30 27 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap MOE bidang panel


28 Keteguhan patah bidang panel cross laminated bamboo 31

DAFTAR LAMPIRAN

1 Data rata-rata dan standar deviasi sifat fisis cross laminated bamboo 36 2 Data rata-rata dan standar deviasi delaminasi cross laminated bamboo 36 3 Data rata-rata dan standar deviasi sifat mekanis cross laminated

bamboo 37 4 Data rata-rata dan standar deviasi kekakuan dan kekuatan bidang panel

cross laminated bamboo 37 5 Hasil analisis statistika (uji F) kerapatan Cross Laminated Bamboo 38 6 Hasil analisis statistika (uji F) kadar air Cross Laminated Bamboo 38 7 Hasil analisis statistika (uji F) susut volume Cross Laminated Bamboo 39 8 Hasil analisis statistika (uji F) pengembangan volume Cross Laminated

Bamboo 39 9 Hasil analisis statistika (uji F) delaminasi rendaman air dingin Cross

Laminated Bamboo 40 10 Hasil analisis statistika (uji F) delaminasi rendaman air mendidih Cross

Laminated Bamboo 41 11 Hasil analisis statistika (uji F) MOE Cross Laminated Bamboo 42 12 Hasil analisis statistika (uji F) MOR Cross Laminated Bamboo 42 13 Hasil analisis statistika (uji F) tekan sejajar serat Cross Laminated

Bamboo 43 14 Hasil analisis statistika (uji F) keteguhan rekat Cross Laminated

Bamboo 44 15 Hasil analisis statistika (uji F) MOE bidang panel Cross Laminated

Bamboo 45 16 Hasil analisis statistika (uji F) MOR bidang panel Cross Laminated

Bamboo 45

1

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Teknologi pemanfaatan hasil hutan kayu semakin berkembang, salah

satunya adalah produk biokomposit. Adanya keterbatasan terhadap jumlah kayu

bulat menjadi alasan yang membuat produk biokomposit semakin sering

digunakan. Berdasarkan data FAO (2012) produksi produk biokomposit terus

meningkat, hingga saat ini jumlah produksi sekitar 6,6 juta m3/tahun. Produk

biokomposit yang terus dikembangkan saat ini di antaranya papan partikel, papan

serat, plywood, OSB hingga CLT yang digunakan sebagai bahan struktural.

Seiring adanya penurunan kualitas kayu bulat untuk tujuan konstruksi,

membuat produk laminasi bersilang menjadi substitusi bagi kekurangan kayu

bulat tersebut. Cross Laminated Timber (CLT) merupakan perkembangan dari

produk kayu lapis, dimana CLT disusun dari papan tipis dan direkatkan secara

bersama-sama yang dimanfaatkan sebagai komponen struktural (FPInnovations

2013). Salah satu hal yang menarik untuk diteliti adalah bagaimana menggantikan

kayu mengingat keterbatasan jumlah kayu bulat, dengan bahan substitusi lainnya

yang memiliki potensi tinggi dan mudah dikembangkan, salah satunya adalah

bambu.

Di Indonesia terdapat sekitar 143 jenis bambu termasuk yang masih tumbuh

liar dan belum banyak dimanfaatkan (Widjaja 2001). Jenis-jenis bambu yang ada

di Indonesia baru sekitar 20 jenis saja yang telah dimanfaatkan dan dibudidayakan

oleh masyarakat. Jenis-jenis tersebut antara lain: bambu apus, bambu ater/apel,

bambu andong, bambu betung, bambu kuning, bambu hitam/wulung, bambu

talang, bambu tutul, bambu cendani, bambu cangkoreng, bambu perling, bambu

tamiang, bambu loleba, bambu batu, bambu belangke, bambu sian, bambu jepang,

bambu gendang, bambu bali, dan bambu pagar (Departemen Kehutanan dan

Perkebunan, 1999). Indonesia berada pada posisi keempat di dunia dalam hal

luasan hutan bambu yakni memiliki luas sekitar 2,081 juta Ha (Lobovikov et al.

2007).

Pemanfaatan bambu saat sekarang ini semakin berkembang seiring dengan

perkembangan teknologi. Bambu sangat diperlukan sebagai bahan baku di

beberapa industri, antara lain yaitu industri kertas, furniture, kerajinan, sumpit

(chopstick), plybamboo, bambu lamina dan rebung kalengan. Dalam berbagai

pemanfaatan ini oleh industri membuat pemenuhan bahan baku tidak dapat

bergantung pada ketersediaan bambu di alam. Sehingga perlu adanya

pengembangan dalam penanaman bambu dalam bentuk perkebunan.

Pembudidayaan bambu dapat dilakukan pada lahan-lahan yang tidak produktif,

dengan demikian bambu dapat meningkatkan produktivitas lahan.

Banyak penelitian berkaitan dengan sifat mekanis bambu telah dilakukan

yang sebagian hasilnya menunjukkan bahwa bambu memiliki keunggulan sifat

mekanis (kekuatan tarik dan lentur) daripada kayu (Yu et al. 2008; Verma &

Chariar 2012; Jiang et al. 2012; Chaowana 2013), keunggulan sifat-sifatnya

dibandingkan material lain (plastik, baja) (Jiang et al. 2012; Sakaray et al. 2012;

Chaowana 2013), keunggulan bambu untuk menjaga lingkungan (jumlah

penyerapan karbon yang lebih banyak di bandingkan hutan alam) (Van der lugt et

2

al. 2006; Bahtiar et al. 2012; Van der Lugt et al. 2012) dan kelestarian

sumberdaya bambu di alam (Vogtlnder et al. 2010; Nath et al. 2012). Sebagai

produk alam, sifat-sifat batang bambu dipengaruhi oleh banyak faktor selama

periode pertumbuhannya antara lain genetik dan kondisi habitat. Faktor-faktor

tersebut menghasilkan variabilitas pada bentuk dan ukuran bambu sehingga setiap

batang dapat memiliki beraneka ragam ukuran, taper, dan eksentrisitas (Bahtiar et

al. 2013).

Bambu merupakan salah satu bahan baku alternatif sebagai substistusi kayu

dalam hal pengembangan produk berbasis teknologi panel komposit. Beberapa

penelitian dan pemanfaatannya sebagai bahan baku panel yaitu OSB bambu (Lee

et al. 1996; Sumardi 2008; Febrianto et al. 2012), oriented strand lumber dari

bambu (Malanit et al. 2011), bambu lamina (Sulastiningsih et al. 1996; Nugroho

& Ando 2001; Sulastiningsih et al. 1998; Sulastiningsih et al. 2005; Verma &

Chariar 2012), serta plybamboo (Anwar et al. 2012) telah dilakukan. Sebagai

salah satu alternatif pengembangan pemanfaatan bambu pada penelitian ini

dilakukan dengan menciptakan sebuah inovasi dari panel cross laminated timber

(CLT) dengan menggunakan bambu sebagai substitusi kayu. Adapun jenis bambu

yang digunakan sebagai bahan baku adalah bambu betung (Dendrocalamus asper

(Schult. f.) Backer ex Heyne). Alasan penggunaan bambu betung sebagai bahan

baku adalah kekuatan yang dimiliki oleh bambu betung lebih baik dibandingkan

jenis lain (Chaowana 2013), dan hanya bambu betung yang dapat memenuhi

persyaratan tebal bilah yang dibutuhkan pada penelitian ini.

Cross laminated bamboo (CLB) merupakan produk inovasi baru yang

dibuat dari bilah-bilah bambu yang direkat bersilangan. CLB merupakan

perpanjangan dari teknologi yang dimulai dengan produk kayu lapis dengan

lapisan laminasi silang dari vinir yang telah dikenal memiliki sifat-sifat unggul

karena adanya penataan lapisan yang saling bersilangan arah transversal dan

longitudinal. CLB diilhami oleh mulai berkembangnya CLT yang dibuat dari

lamina-lamina kayu yang direkat bersilangan. Dengan berbagai keunggulan

bambu (baik sifat-sifat dasar maupun sumbangannya pada lingkungan), bambu

merupakan salah satu material unggulan yang dapat diproduksi menjadi CLB.

Produk CLB ini menggunakan bambu dengan memanfaatkan sifat orthotropis dari

bambu dengan mendistribusikan kekuatan sepanjang serat bambu pada kedua

arah.

Keuntungan produk CLB ini dapat menjadi panel yang dibuat dari bilah-

bilah bambu yang berdiameter kecil. Produk CLB diharapkan memiliki stabilitas

dimensi yang lebih baik karena rasio kembang susut pada dua arah (panjang dan

lebar) dapat mendekati satu. Lapisan yang saling bersilangan memungkinkan

mendistribusikan beban ke semua sisi dengan lebih merata sehingga dapat

dipergunakan untuk produk konstruksi seperti lantai maupun dinding. Untuk

mendapatkan nilai kekuatan yang optimal, produk CLB dapat dimodifikasi

dengan melakukan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut bilah-bilah bambu di

tiap-tiap lapisan. Seperti diketahui bambu mempunyai sifat orthotropik yaitu

kemampuan bambu dalam menerima beban yang bekerja padanya tidak sama,

yaitu tergantung dari arah seratnya. Oleh karena itu, perlakuan orientasi sudut

bilah ini diharapkan dapat mengetahui kemampuan optimal produk CLB dalam

menerima beban berdasarkan arah orientasi sudut bilah yang dibuat. Sedangkan,

3

teknik kombinasi ketebalan bilah ini diharapkan dapat meningkatkan efisiensi

pemanfaatan bahan baku bambu.

Perumusan Masalah

Bambu merupakan salah satu bahan baku struktural yang dapat

dikembangkan sebagai alternatif kayu. Salah satunya adalah dalam pengembangan

teknologi bambu lamina. Cross Laminated Bamboo (CLB) dibuat dengan

memanfaatkan bambu dalam ukuran bilah sebagai upaya mengatasi keterbatasan

dimensi bambu yang terdapat rongga dibagian dalam buluh bambu. Kebutuhan

komponen struktural yang berdimensi besar dapat diatasi dengan inovasi ini

karena CLB dapat dibuat dengan dimensi tak hingga dari bahan baku bilah-bilah

bambu kecil.

Setiap komponen struktural harus memenuhi persyaratan tertentu

menyangkut kekuatan, kekakuan, dan kestabilan struktur. Oleh karena itu,

penelitian ini mengkaji pembuatan CLB dengan variasi ketebalan dan orientasi

sudut bilah agar didapatkan CLB dari bambu betung yang dapat memenuhi

persyaratan bahan struktural dan dapat memanfaatkan seluruh bagian buluh

bambu sebagai upaya efisiensi.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk menghasilkan cross laminated bamboo

(CLB) kualitas tinggi dengan mengkaji pengaruh kombinasi ketebalan dan

orientasi sudut bilah bambu.

4

2 METODOLOGI PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pengerjaan Kayu IPB untuk proses

pembuatan CLB, pengujian sifat fisis CLB di Laboratorium Biokomposit IPB dan

pengujian sifat mekanis di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu

IPB, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Penelitian telah

dilakukan pada bulan September 2013 hingga bulan Mei 2014.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan adalah bambu betung berumur 3-4 tahun yang

diperoleh dari daerah Cibeureum Bogor, Jawa Barat. Perekat yang digunakan

adalah jenis Water Based Polymer Isocyanate (WBPI) dari PT. Polychemi Asia

Pasifik, terdiri dari base resin dan hardener yang dicampur pada proses perekatan

pada perbandingan 100:15 dan berat labur 280 g/m2.

Alat yang digunakan untuk pembuatan papan dan bilah bambu adalah golok,

gergaji mesin (circular saw) dan amplas. Kiln dry digunakan untuk mengeringkan

bilah bambu. Alat-alat lainnya adalah peralatan untuk aplikasi perekat (wadah

plastik, pengaduk, dan kape karet) dan mesin cold press untuk pengempaan CLB.

Pengujian CLB menggunakan kaliper digital dan meteran untuk pengukuran

dimensi, timbangan digital untuk mengukur berat contoh uji, oven untuk

pengujian sifat fisis, moisture meter untuk mengukur kadar air, water bath dan

wadah. Serta alat uji Universal Testing Machine merk Instron dengan kapasitas

beban sebesar 5 ton dan Universal Testing Machine merk Baldwin kapasitas 30

ton untuk pengujian sifat mekanis.

Prosedur Penelitian

Cross laminated bamboo (CLB) yang dibuat sebanyak 27 panel dengan

ukuran akhirnya 4 cm x 30 cm x 115 cm pada dimensi tebal, lebar, dan panjang.

Prosedur pembuatan panel CLB dapat dibagi ke dalam beberapa tahapan, yaitu

pembuatan bilah dan pengeringan, penyusunan bilah, perekatan, pengempaan,

pengkondisian, pembuatan contoh uji dan pengujian panel CLB Gambar 1

merupakan modifikasi dari penelitian Riana (2012) memperlihatkan diagram alir

penelitian CLB.

5

Gambar 1 Diagram alir pembuatan panel CLB

Persiapan Bahan Baku

Bilah core

Bilah face/back

Pembentukan Panel CLB

(3-5 Lapisan)

Pelaburan Perekat

Isosianat 280 g/m2

Cold Press

(t = 3 jam, P= 10 kg/cm2

Karakteristik Panel CLB

Pengkondisian 1 minggu

Pembuatan contoh uji

Pengujian sifat fisis-mekanis

Pembuatan Bilah dan

Pengeringan

Penyusunan Bilah

6

1. Pembuatan Bilah dan Pengeringan Bambu yang digunakan adalah buluh bambu yang kemudian dipotong

berukuran panjang 115 cm lalu dibelah menjadi bilah-bilah berukuran 2 cm.

Bilah-bilah dikelompokkan menjadi dua yaitu yang dipergunakan sebagai

bilah face/back, dan bilah core. Adapun ukuran bilah yang dibuat serta jumlahnya

adalah:

1. Bilah face atau back sebanyak 810 bilah, dibagi menjadi tiga kelompok bilah berdasarkan perbedaan ketebalan yaitu:

a. (0.80 cm x 2 cm x 115 cm), sebanyak 18 x 15 bilah b. (1.00 cm x 2 cm x 115 cm), sebanyak 18 x 15 bilah c. (1.33 cm x 2 cm x 115 cm), sebanyak 18 x 15 bilah Bagian kulit luar bilah face dan back tidak disayat sehingga masih memiliki

lapisan silika.

2. Bilah core sebanyak 810 bilah, dipergunakan untuk core yang disusun memiliki orientasi sudut 0

o, 45

o dan 90

o terhadap face maupun back. Ada tiga

kelompok bilah core berdasarkan perbedaan ketebalannya yaitu:

a. (0.80 cm x 2 cm x 115 cm), sebanyak 27 x 15 bilah b. (1.00 cm x 2 cm x 115 cm), sebanyak 18 x 15 bilah c. (1.33 cm x 2 cm x 115 cm), sebanyak 9 x 15 bilah Bilah core disayat kulit luarnya sehingga tidak memiliki lapisan silika lagi

untuk memudahkan perekatan.

Pola penyusunan bilah antar lapisan dapat dilihat pada Gambar 2. Bilah-

bilah bambu tersebut dikeringkan dengan menggunakan kiln dry pada suhu 60oC

selama 7 hari kemudian dikering anginkan hingga mencapai kadar air kering

udara yaitu sekitar 12-15%. Proses pengeringan ini dilakukan untuk

memperoleh stabilitas dimensi yang lebih baik dan juga untuk mempermudah

proses perekatan.

7

Gambar 2 Pola penyusunan CLB berdasarkan ketebalan bilah dan orientasi

sudut core

8

2. Pembuatan Panel CLB Panel CLB yang dibuat berukuran panjang 115 cm, lebar 30 cm dan tebal 4

cm dengan 3 kombinasi ketebalan bilah. Tipe panel CLB A (tebal bilah 0.80 cm)

terdiri dari 3 orientasi sudut yaitu 0o, 45

o dan 90

o. Tipe panel CLB B (tebal bilah

1.00 cm) terdiri dari 3 orientasi sudut yaitu 0o, 45

o dan 90

o. Begitu pula dengan

Tipe panel CLB C (tebal bilah 0.80 cm) terdiri dari 3 orientasi sudut yaitu 0o, 45

o

dan 90o.

3. Perekatan Perekat yang digunakan dilaburkan pada permukaan bilah dengan

menggunakan kape karet. Pelaburan dilakukan pada dua permukaan (double

spread) dengan berat labur 280 g/m2. Perekat yang akan dilaburkan disiapkan

dengan menghitung kebutuhan perekat tiap bilah, berdasarkan luas permukaan

bidang rekat dengan menggunakan rumus:

Kebutuhan perekat = Luas bidang rekat x Berat labur

Permukaan bidang rekat bambu dibersihkan dari segala kotoran dan debu,

kemudian perekat dilaburkan pada permukaan bidang rekat secara double spread

dengan menggunakan kape karet sesuai kebutuhan perekat setiap bilah.

4. Pengempaan Pengempaan dilakukan dengan mengunakan mesin kempa dengan tekanan

pengempaan dingin (cold press) umumnya berkisar 10 kg/cm2, pengempaan

dengan perekat isosianat membutuhkan waktu sekitar 3 jam (Riana 2012).

Pengukuran tekanan kempa biasanya dihitung berdasarkan luas bidang rekatan

dan gaya kempa rencana.

5. Pengkondisian Panel CLB dikeluarkan dari mesin kempa dan dikondisikan selama 1

minggu sebelum dilakukan pengujian sifat fisis dan mekanis dengan kelembaban

relatifnya berkisar 60-70% dan suhu ruangan (27oC). Panel CLB ditumpuk

dengan menggunakan ganjal setiap lapisan panel CLB tingkat demi tingkat.

Tumpukan CLB berbentuk persegi dengan ganjal lurus baik secara vertikal

maupun horizontal.

6. Pengujian Pembuatan contoh uji dilakukan setelah panel CLB disimpan dalam ruangan

(conditioning) selama 1 minggu. Pengujian dilakukan terhadap sifat fisis dan

mekanis berdasarkan standar ASTM D 143-94 (2008), delaminasi berdasarkan

Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber Notification No.

1152 tahun 2007 (JAS 2007). CLB selanjutnya dibandingkan dengan standar JAS

1152 (2007) untuk mengetahui kualitas panel CLB yang dibuat dengan bambu

betung sebagai bahan baku. Pola pemotongan contoh uji panel CLB seperti pada

Gambar 3.

9

Keterangan:

1. MOE dan MOR balok (61 cm x 5 cm x 4 cm) 2. Kekuatan tekan sejajar serat (16 cm x 5 cm x 4 cm) 3. (a) Delaminasi rendaman air dingin (7.5 cm x 7.5 cm x 4 cm)

(b) Delaminasi rendaman air mendidih (7.5 cm x 7.5 cm x 4 cm)

4. Keteguhan rekat (5 cm x 5 cm x 4 cm) 5. Kerapatan, kadar air dan kembang susut (5 cm x 5 cm x 4 cm) 6. Kekakuan dan kekuatan bidang panel (20 cm x 20 cm x 4 cm)

Gambar 3 Pola pemotongan contoh uji panel CLB

a. Pengujian Sifat Fisis

1) Kerapatan () Kerapatan merupakan nilai dari berat contoh uji sebelum di oven dibagi

dengan volume sebelum di oven, yaitu pada kondisi kering udara. Volume contoh

uji diukur dengan mengalikan panjang, lebar, dan tebalnya dengan alat pengukur

kaliper (VKU) dan selanjutnya ditimbang (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan

rumus:

Kerapatan (g/cm3) =

KU

KU

V

B

2) Kadar Air Kadar air merupakan hasil pembagian kandungan berat air terhadap berat

kering tanur dari contoh uji. Berat air adalah selisih dari berat contoh uji sebelum

di oven dikurangi berat kering tanur. Contoh uji kerapatan digunakan juga dalam

menentukan kadar air. Contoh uji dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya

(BKU) dan dikeringkan dalam oven pada suhu 103 2 oC selama 24 jam atau

sampai mencapai berat konstan dan ditimbang sehingga diperoleh berat kering

tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus:

Kadar air (%) = KT

KTKU

B

B - B x 100

3) Kembang Susut Pengujian susut kayu dirumuskan sebagai selisih antara dimensi awal (DA)

dengan dimensi kering tanur (DB) dibandingkan dengan dimensi awalnya. Contoh

uji kerapatan dan kadar air digunakan juga dalam menentukan susut kayu. Contoh

115 cm

20 cm

1

2

6

3a 3

b

5

4

10

uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan panjang (arah

longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi awal.

Contoh uji dioven pada suhu 103 2 oC selama 24 jam. Contoh uji dikeluarkan

dari oven kemudian diadakan pengukuran panjangnya kembali sehingga diperoleh

dimensi akhir. Nilai susut volume dihitung dengan rumus:

Susut volume (%) = DA

DB -DA x 100

Pengujian pengembangan dapat dirumuskan sebagai selisih antara dimensi

akhir (DB) dengan dimensi awal (DA) dibandingkan dengan dimensi awalnya.

Contoh uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan panjang (arah

longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi awal

(DA). Contoh uji direndam dalam air selama 1 minggu. Contoh uji dikeluarkan

dari air kemudian diadakan pengukuran panjangnya kembali sehingga diperoleh

dimensi akhir (DB). Nilai pengembangan volume dihitung dengan rumus:

Pengembangan volume (%) = DA

DA - DB x 100%

b. Pengujian Sifat Mekanis 1) Modulus of Elasticity (MOE)

Contoh uji untuk pengujian MOE dan MOR berukuran 4 cm x 5 cm x 61 cm

untuk dimensi tebal, lebar, dan panjang. Pengujian MOE panel CLB dilakukan

dengan cara pembebanan terpusat (one point loading bending test). Nilai MOE

dihitung dengan rumus:

MOE = 3

3

Ybh4

PL

dimana:

MOE : Modulus of elasticity (kg/cm2)

P : Besar perubahan beban sebelum batas proporsi (kg) L : Jarak sangga (cm)

Y : Besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm) b : Lebar contoh uji (cm)

h : Tebal contoh uji (cm)

2) Modulus of Rupture (MOR) Pengujian MOR panel CLB dilakukan bersama-sama dengan pengujian

MOE dengan memakai contoh uji yang sama (Gambar 4). Pengujian MOR

dilakukan sampai panel CLB yang diberikan beban terpusat ditengah bentangnya

mengalami kerusakan. Nilai MOR dihitung dengan rumus:

MOR= 22bh

PL3

11

dimana:

MOR : Modulus of rupture (kg/cm2)

P : Beban maksimum (kgf)

L : Jarak sangga (cm)

b : Lebar contoh uji (cm)

h : Tebal contoh uji (cm)

Gambar 4 Pengujian MOE dan MOR balok CLB menggunakan UTM merk

instron

3) Kekuatan Tekan Sejajar Serat Keteguhan tekan sejajar serat merupakan kemampuan menahan gaya tekan

sejajar arah serat dan mengakibatkan terjadi perpendekan. Contoh uji dengan

ukuran tebal, lebar, dan panjang masing-masing 4 cm, 5 cm, dan 16 cm diberikan

beban pada arah sejajar serat pada kedudukan contoh uji vertikal, pemberian

beban secara perlahan-lahan sampai contoh uji mengalami kerusakan (Gambar 5).

Beban tersebut merupakan beban maksimum yang dapat diterima oleh contoh uji.

Nilai keteguhan tekan sejajar serat dihitung dengan rumus:

Kekuatan tekan sejajar serat (kg/cm2) =

)(cm penampang Luas

(kg) maksimumBeban 2

Gambar 5 Pengujian kekuatan tekan sejajar serat CLB

12

4) Keteguhan Rekat Pengujian keteguhan rekat dilakukan dengan cara memberikan pembebanan

yang diletakkan pada arah sejajar serat dengan meletakkan contoh uji secara

vertikal (Gambar 6). Contoh uji keteguhan rekat memiliki dimensi panjang, lebar

dan tebal masing-masing 5 cm, 5 cm dan 4 cm. Nilai beban maksimum dibaca

saat contoh uji mengalami kerusakan. Nilai keteguhan rekat dihitung dengan

rumus:

Keteguhan rekat (kg/cm2) =

)(cmdirekat yangpermukaan Luas

(kg) maksimumBeban 2

Gambar 6 Pengujian keteguhan rekat

c. Delaminasi Pengujian delaminasi dilakukan dengan dua cara yaitu perendaman dalam

air dingin dan air mendidih. Contoh uji yang digunakan diambil dari bagian ujung

panel CLB dengan ukuran panjang 7.5 cm. Perendaman dalam air dingin dengan

merendam contoh uji dalam air pada suhu ruangan selama 6 jam. Selanjutnya

dikeringkan dalam oven pada suhu 40 3 oC selama 18 jam. Perendaman dalam

air mendidih dilakukan dengan merebus contoh uji dalam air mendidih ( 100 oC)

selama 4 jam kemudian dilanjutkan dengan merendamnya dalam air pada suhu

ruangan selama 1 jam. Setelah itu contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu

70 3 oC selama 18 jam. Kemudian dilakukan pengukuran persentase lepasnya

bagian bidang rekat antar lamina (rasio delaminasi) dengan rumus:

Rasio Delaminasi % =Panjang total delaminasi

panjang garis rekat x 100

d. Uji kekakuan dan kekuatan bidang panel Pengujian kekakuan dan kekuatan bidang panel dilakukan dengan menguji

lentur bidang yaitu dengan meletakkan panel di atas besi penyangga pada 4 titik,

kemudian beban diberikan tepat di pusat bidang panel (Gambar 7). Metode ini

merupakan salah satu novelty dari penelitian ini yang rumus-rumus dan ketentuan

yang berlaku diturunkan berdasarkan kaidah-kaidah mekanika teknik.

13

Keterangan:

P : Beban yang diberikan (kgf)

a : bidang panel CLB (20 cm x

20 cm x 4 cm)

b : besi penyangga

c : plat besi (tebal 3 cm)

Gambar 7 Cara pengujian kekakuan dan kekuatan bidang panel

Pengujian kekakuan dan kekuatan bidang panel menggunakan UTM merk

Baldwin dengan pengukuran defleksi pada satu titik (Gambar 8). Dalam

perhitungan nilai kekakuan bidang panel nilai MOE yang diperoleh merupakan

MOE gabungan. Sementara nilai MOE bidang panel akan diperoleh setelah

dilakukan penurunan rumus MOE. Rumus yang digunakan untuk menghitung

MOE bidang panel adalah sebagai berikut:

2EgEp;k

EE;

)y(y4bh

PL

EE

ExEEg 12

213

3

21

21

Keterangan:

E1 : MOE hasil center point loading (MOE sisi kuat)

E2 : MOE sisi lemah

Eg : MOE gabungan dari total defleksi

Ep : MOE bidang panel

k : konstanta; dinyatakan dengan 11 Eg

Ek

Gambar 8 Pengujian kekakuan dan kekuatan bidang panel

20 cm

a

b

c

P

14

Analisis Data

Analisis data pada penelitian ini menggunakan metode analisis rancangan

dua faktor dalam rancangan acak lengkap (faktorial RAL) (Mattjik & Sumertajaya

2000) dengan 2 faktor perlakuan yaitu perlakuan tebal dan orientasi sudut bilah.

Faktor perlakuan tebal bilah penyusun CLB (A) mempunyai 3 taraf perlakuan

yaitu bilah dengan tebal 0.8 cm, 1 cm dan 1.33 cm. Faktor perlakuan orientasi

sudut bilah (B) mempunyai 3 taraf perlakuan yaitu 0o, 45

o dan 90

o. Tiap

kombinasi perlakuan dengan 3 ulangan, dengan demikian jumlah satuan

percobaan yang dibuat adalah 27 panel CLB. Adapun model umum yang

digunakan adalah:

Yijk = + Ai + Bj + (AB)ij + ijk

Keterangan :

Yijk = Nilai pengamatan parameter penentu kualitas CLB ke-k yang memperoleh

kombinasi perlakuan ke-i yang mendapat taraf ke-j

= Nilai tengah pengamatan Ai = Nilai pengaruh faktor tebal bilah pada taraf ke-i

Bj = Nilai pengaruh faktor orientasi sudut lamina pada taraf ke-j

ABij = Nilai pengaruh interaksi taraf ke-i faktor tebal bilah dantaraf ke-j faktor

orientasi sudut bilah

ij = Nilai galat percobaan

Apabila hasilnya beda nyata (selang kepercayaan 95%), maka dilanjutkan

dengan uji lanjut wilayah berganda Duncan (Duncan Multiple Range Test).

Pengujian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui taraf perlakuan mana

yang berpengaruh di antara faktor perlakuan (perlakuan kombinasi tebal bilah atau

orientasi sudut core) dan interaksi kombinasi perlakuan. Analisis data dilakukan

dengan program Statistica 10. Apabila hasil pengujian berbeda nyata, maka akan

dilanjutkan uji wilayah berganda Duncan. Uji Duncan dimaksudkan untuk melihat

perbedaan pengaruh interaksi perlakuan dan masing-masing perlakuan.

15

3 HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisis Cross Laminated Bamboo

Sifat fisis merupakan salah satu sifat yang menentukan kualitas produk yang

dihasilkan. Hasil pengujian sifat fisis CLB selengkapnya terdapat pada Lampiran

1.

1. Kerapatan

Kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang dinyatakan dalam

perbandingan antara massa terhadap volume bahan dalam kondisi kering udara.

Kerapatan CLB yang dihasilkan memiliki kisaran nilai yang cukup seragam yaitu

0.66-0.70 g/cm3

(Gambar 9). Kecenderungan nilai kerapatan yang dihasilkan pada

tebal bilah 0.80 cm memiliki nilai kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan tebal

bilah lainnya, hal ini berkaitan dengan struktur penyusun bambu berupa ikatan

vaskular yang semakin rapat dan kompak pada bagian ujung hingga bagian

pangkal buluh bambu.

Berdasarkan hasil uji analisis sidik ragam (Lampiran 5), pada data kerapatan

CLB tidak terdapat pengaruh yang nyata pada kedua faktor perlakuan tebal bilah

dan sudut core serta interaksi kedua faktor tersebut. Hal ini dipengaruhi oleh

keseragaman kondisi bahan baku meskipun masing-masing papan tersusun atas

tebal bilah yang berbeda dengan jumlah garis rekat yang berbeda pula, akan tetapi

tidak memberikan pengaruh yang berbeda pada kerapatan CLB.

Beberapa penelitian menyebutkan bahwa terjadi peningkatan nilai kerapatan

bambu dari bagian pangkal, bagian tengah hingga bagian ujung bambu

(Chaowana 2013; Malanit et al. 2008). Akan tetapi dalam penelitian ini terdapat

keseragaman nilai kerapatan CLB, hal ini diduga karena pengaruh dari jumlah

lapisan yang berbeda dari setiap tebal bilah.

Gambar 9 Kerapatan cross laminated bamboo

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Ker

ap

ata

n (

g/c

m3)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

16

Dalam penelitian ini dilakukan pula pengukuran kerapatan bambu betung.

Adapun nilai kerapatan bambu betung yang digunakan dalam penelitian ini adalah

0.78 g/cm3. Nilai kerapatan bahan baku bambu betung lebih tinggi dibandingkan

produk CLB yang dihasilkan, hal ini berkaitan dengan terdapatnya beberapa celah

pada produk yang dihasilkan sebagai akibat dari proses pengerjaannya yang

bersifat manual sehingga terjadi ikatan yang kurang kompak antara perekat dan

bambu, yang kemudian menghasilkan rongga antar lapisan CLB. Selain itu,

kandungan kadar air yang lebih tinggi pada bambu utuh dapat memberikan

pengaruh terhadap kerapatan bambu yang lebih tinggi dibandingkan kerapatan

CLB. Hal ini dinyatakan dalam penelitian Riana (2012) bahwa kerapatan balok

utuh lebih tinggi dibandingkan produk CLT karena adanya pengaruh dari kadar

air. Akan tetapi berdasarkan hasil uji t antara kerapatan bahan baku bambu dan

kerapatan CLB tidak terdapat perbedaan yang signifikan sehingga tidak terdapat

perbedaan sifat dari segi kerapatan antara produk dan bambu betung.

2. Kadar Air

Kadar air suatu produk erat kaitannya terhadap bahan baku dan jenis

perekat yang digunakan. Kadar air merupakan salah satu faktor penting yang

dapat memberikan pengaruh terhadap sifat mekanis bambu (Li 2004). Pengujian

kadar air dilakukan untuk melihat banyaknya kadar air yang terkandung pada

CLB pada kondisi kering udara. Kadar air CLB rata-rata adalah 12.97 % dengan

kisaran nilai 11.45-13.61 %. Pada Gambar 10 dapat dilihat bahwa kadar air

cenderung berfluktuatif, dimana masing-masing tebal bilah memiliki pengaruh

yang berbeda terhadap sudut core yang digunakan. Pada tebal bilah 0.80 cm kadar

air dengan sudut core 0o memiliki kadar air paling rendah dibandingkan sudut

lainnya, sedangkan pada tebal bilah 1.00 cm nilai terendah berada pada sudut core

90o, dan pada tebal bilah 1.33 cm pada sudut core 0

o dan 90

o. Keberagaman ini

diduga adanya pengaruh dari tebal bilah yang selanjutnya memberikan efek

terhadap kadar air dengan variasi sudut core yang digunakan.

Gambar 10 Kadar air cross laminated bamboo

Berdasarkan hasil uji analisis sidik ragam (Lampiran 6) terdapat interaksi

yang signifikan antara faktor tebal bilah dan sudut core penyusun CLB. Adanya

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Ka

da

r A

ir (

%)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

17

interaksi ditunjukkan dengan faktor yang saling berpotongan (Gambar 11). Hasil

uji lanjut Duncan menunjukkan pada tebal bilah 0.80 cm sudut 0o berbeda nyata

terhadap sudut 45o dan 90

o, tebal bilah 1 cm dengan sudut 0

o dan 45

o, dan tebal

bilah 1.33 cm dengan sudut 45o. Demikian pula untuk kombinasi perlakuan lain

secara jelas disajikan pada Lampiran 6. Perbedaan yang signifikan ini

menunjukkan bahwa interaksi antar perlakuan menjadi faktor yang menentukan

kadar air CLB meskipun secara keseluruhan kadar air berada di bawah 15%.

Gambar 11 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap kadar air cross

laminated bamboo

Selanjutnya menurut Bowyer et al. (2003) yang mempengaruhi banyaknya

air terikat di dalam dinding sel adalah proses pengeringan bahan dan lingkungan

tempat penyimpanan akhir produk. Proses pengeringan bambu yang digunakan

pada penelitian ini mampu menurunkan kadar air terikat pada dinding sel

sehingga kadar air akhir produk berada di bawah 15%. Kadar air bilah sebaiknya

sama atau mendekati dengan kondisi ketika penggunaannya agar tetap terjaga

kualitas CLB tersebut.

Umumnya semakin tinggi kadar air maka akan menurunkan kekuatan dari

kayu, apabila kadar air berada di bawah titik jenuh serat maka akan terjadi

peningkatan kekuatan kayu. Adanya peningkatan kekuatan ini dipengaruhi oleh

struktur dinding sel kayu yang semakin kompak (Tsoumis 1991). Berdasarkan

standar yang ditetapkan oleh JAS 1152 (2007) kadar air produk maksimum senilai

15%, dalam hal ini seluruh produk CLB yang dihasilkan memiliki kadar air

dibawah 15%.

3. Penyusutan Volume

Kembang susut volume merupakan perubahan dimensi pada kayu sebagai

akibat dari perubahan kadar air di dalamnya pada kondisi di bawah titik jenuh

serat (Brown et al. 1952). Pada pengujian susut volume, terjadi penurunan

dimensi dari CLB sebagai akibat penurunan kadar air pada produk. Hasil

penelitian menunjukkan penyusutan volume berkisar antara 2.34 % sampai 7.51

% (Gambar 12), dari data tersebut perlakuan sudut core 45o mengalami

penyusutan dimensi yang lebih besar, dan sudut core 90o mengalami penyusutan

dimensi terendah.

Hasil uji analisis sidik ragam (Lampiran 7) menunjukkan orientasi sudut

memberikan pengaruh nyata terhadap penyusutan CLB, setelah dilakukan uji

0

2

4

6

8

10

12

14

16

sudut 0 sudut 45 sudut 90

Ka

da

r A

ir (

%)

Perlakuan

0.80 cm

1.00 cm

1.33 cm

18

lanjut Duncan terhadap orientasi sudut diperoleh bahwa orientasi sudut 90o

memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan sudut 0o dan 45

o yakni 3.09%.

Hal ini diduga adanya pengaruh dari arah serat yang saling tegak lurus antar

lapisan CLB. Penelitian yang menunjukkan hasil serupa ditunjukkan dalam

penelitian Riana (2012) yang membuat CLT dari kayu jabon, dimana terjadi

penurunan nilai penyusutan volume seiring dengan besarnya perubahan orientasi

sudut lamina yang digunakan.

Gambar 12 Penyusutan volume cross laminated bamboo

Meskipun sudut core yang dibentuk memiliki pengaruh terhadap

penyusutan, tebal bilah yang digunakan tidak menunjukkan perbedaan yang nyata

dari hasil pengujian ini. Ikatan vaskular bambu lebih rapat dan kompak pada tebal

bilah 0.80 cm, akan tetapi tidak menunjukkan adanya pengaruh terhadap

penyusutan volume. Hal ini diduga oleh jumlah garis rekat yang lebih banyak

pada CLB dengan tebal bilah 0.80 cm sehingga penyusutan volume yang terjadi

tidak jauh berbeda dengan tebal bilah lainnya. Banyaknya jumlah garis rekat dapat

memberikan pengaruh terhadap penyusutan volume, dimana akan semakin

rendahnya uap air yang terperangkap pada daerah rekatan seiring dengan

penambahan jumlah garis rekat.

4. Pengembangan Volume Pengembangan volume merupakan perubahan dimensi yang terjadi sebagai

akibat dari peningkatan kadar air yang dinyatakan dalam persen pada kondisi

basah. Pengembangan volume pada CLB berkisar pada nilai 1.86-9.76 %

(Gambar 13), kecenderungan yang terjadi pada pengembangan volume adalah

pengembangan yang lebih besar diperoleh pada tebal bilah penyusun 0.80 cm. Hal

ini berkaitan dengan berat jenis dari pangkal hingga ujung bambu yang berbeda,

menurut Ulfah (2006) bagian ujung bilah bambu memiliki berat jenis yang lebih

besar sehingga akan mempengaruhi kestabilan dimensi dari bambu tersebut. Hal

ini disebabkan oleh berat jenis yang tinggi maka akan memiliki massa kayu yang

lebih tinggi sehingga akan lebih banyak air yang terserap ke dalam bambu

tersebut.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Pen

yu

suta

n v

olu

me

(%)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

19

Gambar 13 Pengembangan volume cross laminated bamboo

Apabila diperhatikan dari perlakuan sudut core, maka pengembangan

volume CLB mengalami penurunan nilai seiring dengan semakin besarnya sudut

core yang digunakan, kecuali pada CLB dengan tebal bilah 0.80 cm yang

cenderung stabil antar perlakuan sudut core yang diberikan. Berdasarkan hasil uji

statistika (Lampiran 8), diperoleh terdapatnya hubungan interaksi yang signifikan

pada kedua faktor yang digunakan terhadap nilai pengembangan volume sehingga

dilakukan uji lanjut Duncan. Hubungan interaksi tersebut terdapat pada Gambar

14 yang menunjukkan adanya garis yang saling berpotongan pada faktor tebal

bilah dan sudut core CLB.

Gambar 14 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap pengembangan

volume cross laminated bamboo

Hasil uji lanjut Duncan memperlihatkan bahwa tebal bilah 0.80 cm sudut 0o

hanya berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.00 cm sudut 90o. Tebal bilah 0.80 cm

sudut 45o dan 90

o berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.00 cm dengan sudut 45

o

dan 90o. Sedangkan pada tebal bilah 1.00 cm sudut 0

o hanya berbeda nyata

dengan tebal bilah 1.00 cm sudut 90o. Tebal bilah 1.00 cm sudut 45

o berbeda

nyata terhadap tebal bilah 1.00 cm sudut 90o, tebal bilah 0.80 cm sudut 45

o dan

90o serta tebal bilah 1.33 cm sudut 0

o. Selanjutnya tebal bilah 1.00 cm sudut 90

o

0

2

4

6

8

10

12

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Pen

gem

ba

ng

an

vo

lum

e (%

)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

0

2

4

6

8

10

12

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Pen

gem

ba

ng

an

vo

lum

e (%

)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

20

berbeda nyata terhadap seluruh kombinasi perlakuan tebal bilah dan sudut core.

Pada tebal bilah 1.33 cm sudut 0o menunjukkan perbedaan nyata terhadap tebal

bilah 1.00 cm sudut 45o dan 90

o. Pada tebal bilah 1.33 cm sudut 45

o dan 90

o

keduanya hanya berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.00 cm sudut 90o. Seperti

halnya pada plywood, CLB dengan sudut core 90o memiliki nilai kembang-susut

yang lebih stabil karena adanya arah serat yang saling tegak lurus dan dapat

menahan terjadinya proses kembang-susut yang besar.

Delaminasi Cross Laminated Bamboo

Pengujian delaminasi dilakukan untuk melihat kualitas perekatan produk

terhadap pengembangan dan penyusutan akibat pemberian kondisi kelembaban

dan panas yang tinggi (Vick 1999). Pengujian delaminasi dilakukan dengan

menguji pada rendaman dingin dan rendaman air mendidih. Data delaminasi

rendaman air dingin dan air mendidih selengkapnya disajikan pada Lampiran 2.

1. Delaminasi Rendaman Air Dingin

Pengujian delaminasi rendaman air dingin memiliki kisaran nilai antara 0-

6.63 %, nilai delaminasi rendaman air dingin yang diperoleh pada penelitian ini

disajikan pada Gambar 15. Nilai delaminasi pada tebal bilah 1.33 cm sudut 45o

dan 90o adalah 0%, setelah dilakukan pengujian tidak terdapatnya delaminasi pada

kedua faktor perlakuan tersebut. Hal ini diduga pengaruh dari jumlah garis rekat

yang lebih sedikit dibandingkan tebal bilah laninnya, dan adanya arah lapisan

yang saling bersilangan memberikan pengaruh terhadap kekuatan rekatan

antarlapisan. Hasil pengujian analisis sidik ragam (Lampiran 9) menunjukkan

bahwa terdapat hubungan interaksi yang signifikan pada faktor tebal bilah dan

sudut core terhadap nilai delaminasi rendaman air dingin.

Gambar 15 Delaminasi rendaman air dingin cross laminated bamboo

Selanjutnya dilakukan uji lanjut Duncan, hasil uji tersebut menunjukkan

tebal bilah 0.80 cm sudut 0o dan 90

o berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.33 cm

sudut 45o dan 90

o. Sementara tebal bilah 0.80 cm sudut 45

o hanya berbeda nyata

terhadap tebal bilah 1.33 cm sudut 90o. Tebal bilah 1.00 cm sudut 0

o, 45

o dan 90

o

0

2

4

6

8

10

12

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Dela

mia

nsi

Air

Din

gin

(%

)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

21

berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.33 cm sudut 45o dan 90

o. Selanjutnya tebal

bilah 1.33 cm sudut 0o berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.33 cm sudut 45

o dan

90o. Tebal bilah 1.33 cm dengan sudut 45

o dan 90

o berbeda nyata terhadap seluruh

kombinasi perlakuan lainnya, kecuali pada sudut 45o yang menunjukkan tidak

berbeda nyata terhadap tebal bilah 0.80 cm sudut 45o. Berdasarkan standar JAS

1152 (2007) delaminasi rendaman air dingin memiliki persentase maksimum 5 %

sehingga secara keseluruhan papan CLB dapat memenuhi persyaratan standar

tersebut.

2. Delaminasi Rendaman Air Mendidih

Pengujian delaminasi rendaman air mendidih memberikan nilai berkisar

4.33-28% (Gambar 16). Delaminasi yang diuji pada CLB memperoleh hasil yang

cukup beragam, pada pengujian delaminasi rendaman air mendidih CLB dengan

tebal bilah 1.33 cm memberikan persentase delaminasi terkecil dibandingkan

dengan ketebalan bilah 0.80 cm dan 1.00 cm. Hasil uji statistika (Lampiran 10)

menunjukkan terdapat perbedaan yang signifikan pada faktor perlakuan tebal

bilah dan orientasi sudut core terhadap nilai delaminasi rendaman air mendidih.

Selanjutnya dilakukan uji Duncan, hasil pengujian menunjukkan tebal bilah 0.80

cm memiliki nilai delaminasi paling kecil dibandingkan tebal bilah lainnya. Hal

ini diduga oleh banyaknya garis rekat pada tebal bilah 0.80 cm sehingga

delaminasi terjadi lebih sedikit dibandingkan tebal bilah lainnya.

Pada faktor sudut core, setelah dilakukan uji lanjut Duncan menunjukkan

bahwa sudut 90o memberikan nilai delaminasi yang lebih rendah dibandingkan

dengan sudut core lainnya. Seperti halnya pada pengembangan volume, perlakuan

sudut core memberikan hasil yang semakin kecil nilai delaminasinya seiring

dengan perubahan besarnya sudut core yang digunakan.

Gambar 16 Delaminasi rendaman air mendidih cross laminated bamboo

Berdasarkan hasil pengujian dengan rendaman air mendidih, CLB dengan

perekat isosianat belum mampu memenuhi standar dan tidak mampu bertahan

pada kondisi yang ekstrim. Berdasarkan beberapa penelitian menunjukkan bahwa

perekat isosianat tidak dapat bertahan pada kondisi ekstrim dan belum memenuhi

standar JAS 1152 (2007) (Riana 2012; Herawati 2007).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Del

am

ina

si A

ir M

end

idih

(%)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

22

Sifat Mekanis Cross Laminated Bamboo

Sifat mekanis merupakan karakteristik penting bagi suatu produk yang

memiliki tujuan penggunaan struktural. Adapun sifat mekanis yang dikaji pada

penelitian ini meliputi modulus elastisitas (MOE), Modulus of Rupture (MOR),

tekan sejajar serat dan keteguhan rekat. Keseluruhan data uji sifat mekanis CLB

disajikan pada Lampiran 3.

1. Modulus Elastisitas (MOE)

Pengujian modulus elastisitas (MOE) dilakukan untuk melihat sejauh mana

kemampuan produk untuk mempertahankan bentuk awalnya sebagai akibat dari

menahan beban yang cenderung dapat merubah bentuk dan ukurannya. Modulus

elastisitas diukur pada kondisi tegangan dan regangan berada di bawah batas

proporsi. Nilai MOE menunjukkan keelastisan suatu bahan, semakin tinggi nilai

MOE maka akan semakin kaku bahan tersebut, sebaliknya semakin rendah nilai

MOE maka akan semakin elastis bahan tersebut (Dinwoodie 1981). Modulus

elastisitas pada CLB memiliki kisaran nilai antara 8363-53760 kg/cm2 dengan

nilai tertinggi pada CLB dengan tebal bilah 1.33 cm sudut 0o sebesar 53760

kg/cm2, dan CLB terendah pada tebal bilah 1.33 cm sudut 45

o sebesar 8363

kg/cm2, seperti yang tersaji pada Gambar 17.

Gambar 17 Kekakuan lentur cross laminated bamboo

Pada CLB yang menggunakan tebal bilah 0.80 cm ternyata memberikan

nilai MOE yang lebih tinggi apabila dibandingkan tebal bilah 1.00 cm dan 1.33

cm. Kemudian pada perlakuan sudut, sudut core 0o memberikan nilai MOE yang

lebih tinggi dibandingkan sudut core lainnya. Pada penelitian ini fenomena arah

miring serat memberikan penurunan nilai MOE CLB. Menurut Bowyer et al.

(2003) kemiringan serat dapat menyebabkan penurunan nilai kekuatan yang

besarnya penurunan ditentukan oleh besarnya kemiringan serat tersebut.

Berdasarkan hasil uji analisis sidik ragam (Lampiran 11) diperoleh adanya

interaksi yang nyata antara tebal bilah dan sudur core CLB. Pada Gambar 18

terdapat perpotongan antara faktor tebal bilah dan sudut core, yang menunjukkan

interaksi pada kedua faktor tersebut. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan pada

tebal bilah 0.80 cm sudut 0o berbeda nyata terhadap keseluruhan kombinasi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

MO

E (

10

3k

g/c

m2)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

23

perlakuan tebal bilah dan sudut kecuali pada tebal bilah 1.00 cm sudut 0o. Pada

tebal bilah 0.80 cm sudut 45o dan 90

o berbeda nyata terhadap tebal bilah 0.80 cm,

1.00 cm dan 1.33 cm pada sudut 0o. Tebal bilah 1.00 cm sudut 0

o berbeda nyata

terhadap tebal bilah 0.80 cm sudut 45o dan 90

o, tebal bilah 1.00 cm sudut 45

o, dan

tebal bilah 1.33 cm sudut 0o, 45

o dan 90

o. Tebal bilah 1.00 cm sudut 45

o berbeda

nyata terhadap tebal bilah 0.80 cm, 1.00 cm dan 1.33 cm pada sudut 0o.

Selanjutnya pada tebal bilah 1.00 cm sudut 90o berbeda nyata terhadap tebal bilah

0.80 cm sudut 0o, dan tebal bilah 1.33 cm sudut 0

o dan 45

o. CLB dengan tebal

bilah 1.33 cm sudut 0o memiliki nilai MOE yang berbeda nyata terhadap

kombinasi perlakuan lainnya. Tebal bilah 1.33 cm sudut 45o berbeda nyata

terhadap tebal bilah 0.80 cm sudut 0o, tebal bilah 1.00 cm sudut 0

o dan 90

o serta

tebal bilah 1.33 cm sudut 0o. Sedangkan pada tebal bilah 1.33 cm dengan sudut

core 90o berbeda nyata terhadap tebal bilah 0.80 cm, 1.00 cm dan 1.33 cm dengan

sudut 0o.

Gambar 18 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap MOE cross

laminated bamboo

Hubungan interaksi antara tebal bilah dan sudut core memiliki

kecenderungan semakin tebal bilah yang digunakan semakin besar nilai MOE dan

semakin besar sudut core yang digunakan semakin kecil nilai MOE CLB. CLB

memiliki hasil terbaik pada papan dengan tebal bilah 1.33 cm sudut core 0o, papan

CLB berikutnya yang memiliki nilai MOE yang tinggi adalah CLB dengan tebal

bilah 1.00 cm sudut core 0o dan 0.80 cm sudut core 0

o. Hal ini erat kaitannya

dengan arah serat yang saling sejajar pada antar lapisan papan CLB. Akan tetapi,

secara keseluruhan CLB tidak ada yang memenuhi persyaratan JAS 1152 (2007)

dengan nilai minimum 75000 kg/cm2.

Menurut Nugroho (2000) pemberian beban yang dilakukan pada suatu panel

dengan sudut tertentu, maka akan semakin menurun nilai MOE seiring dengan

meningkatnya arah miring serat. Persamaan Hankinson akan digunakan untuk

melihat hasil penelitian dengan teori yang ada mengenai pengaruh arah serat

terhadap sifat mekanis bahan, dalam hal ini dilakukan terhadap nilai MOE CLB.

Persamaan Hankinson digunakan untuk menunjukkan terjadinya penurunan nilai

MOE seiring dengan peningkatan sudut serat hingga sudut 90o. Data yang

diperlukan untuk menghitung MOE menggunakan persamaan Hankinson adalah

nilai MOE pada arah sejajar serat (0o) dan tegak lurus serat (90

o). Adapun

persamaan Hankinson sebagai berikut:

F=FF

Fsin2 + F cos2

0

10

20

30

40

50

60

sudut 0 sudut 45 sudut 90

MO

E (

10

3 k

g/c

m2)

Perlakuan

0.80 cm

1.00 cm

1.33 cm

24

0

10

20

30

0 45 90

MO

E (

10

3k

g/c

m2)

Orientasi Sudut Core

Nilai MOE

0.80 cm

Nilai MOE

Hankinson 0

10

20

30

0 45 90

MO

E (

10

3k

g/c

m2)


Nilai MOE

1.00 cm

MOE

Hankinson

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3

MO

E (

10

3k

g/c

m2)


Nilai MOE

1.33 cm

MOE

Hankinson

Dimana F adalah nilai pengujian CLB pada sudut tertentu, F adalah nilai pengujian CLB sejajar serat, dan F adalah nilai pengujian CLB tegak lurus serat. Hubungan antara nilai MOE dari hasil pengujian dan nilai MOE yang diperoleh

dari persamaan Hankinson disajikan pada Gambar 19. Nilai MOE dari persamaan

Hankinson menunjukkan semakin menurun seiring dengan peningkatan sudut core

yang digunakan. Arah sudut 0o memiliki nilai MOE yang lebih tinggi, dilanjutkan

dengan sudut 45o dan nilai terendah pada sudut 90

o. Sementara nilai MOE yang

diperoleh dari hasil pengujian nilai MOE mengalami kecenderungan menurun

pada sudut 45o kemudian naik kembali pada sudut 90

o, dengan nilai MOE

tertinggi pada sudut 0o. Dengan demikian hasil perhitungan dengan persamaan

Hankinson tidak dapat diterapkan pada penelitian ini karena sudut 45o memiliki

nilai MOE yang paling rendah dibandingkan sudut lainnya.

Gambar 19 Hubungan nilai MOE pengujian dengan nilai MOE persamaan

Hankinson

2. Modulus of Rupture (MOR)

Modulus of Rupture (MOR) merupakan batas maksimum suatu bahan

menahan beban hingga bahan tersebut mengalami perubahan bentuk/kerusakan.

MOR CLB memiliki kisaran nilai 105.14-244.36 kg/cm2, nilai MOR tertinggi

diperoleh oleh contoh uji dengan tebal bilah 1.33 cm sudut core 0o yaitu 244.36

kg/cm2 dan nilai terendah pada CLB dengan tebal bilah 0.80 cm sudut core 90

o

sebesar 105.14 kg/cm2, seperti terlihat pada Gambar 20.

25

MOR CLB mengalami peningkatan seiring dengan peningkatn tebalnya

bilah yang digunakan. Pada ketiga sudut core yang digunakan, sudut 0o memiliki

nilai yang lebih baik dibandingkan sudut core lainnya. Berdasarkan hasil uji

statistika (Lampiran 12) terdapat perbedaan yang nyata pada masing-masing

faktor tanpa menunjukkan hubungan interaksi yang signifikan. Pada faktor tebal

bilah, terhadap nilai MOR CLB menunjukkan CLB dengan tebal bilah penyusun

1.33 cm berbeda nyata terhadap 0.80 cm dan 1.00 cm. CLB dengan tebal bilah

penyusun 1.33 cm memberikan nilai MOR yang lebih baik dibandingkan tebal

bilah penyusun lainnya (Gambar 20). Hal tersebut menunjukkan terdapatnya

pengaruh dari penggunaan tebal bilah terhadap nilai MOR.

Selanjutnya untuk faktor pengaruh sudut core, berdasarkan hasil pengujian

menunjukkan perbedaan yang signifikan antara sudut core 0o terhadap sudut 45

o

dan 90o, yaitu sudut core 0

o memiliki nilai yang lebih tinggi kemudian dilanjutkan

oleh sudut 90o dan yang memiliki nilai MOR terkecil adalah sudut 45

o. hal ini

berarti terdapatnya pengaruh sudut core yang digunakan, dimana terjadi

penurunan nilai MOR seiring dengan peningkatan arah sudut core. Meskipun nilai

MOR sudut 90o memiliki nilai lebih tinggi dibandingkan sudut 45

o akan tetapi

berdasarkan hasil uji lanjut Duncan tidak berbeda signifikan pada kedua orientasi

sudut core CLB.

Gambar 20 Keteguhan patah cross laminated bamboo

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa CLB yang saling sejajar antar

lapisannya mampu menghasilkan nilai MOR lebih baik dibandingkan CLB

lainnya. Hal ini besar kemungkinan dipengaruhi oleh contoh uji yang berbentuk

balok panjang sehingga keberadaan lapisan yang saling tegak lurus tidak mampu

menahan beban secara maksimal. Sehingga untuk melihat pengaruh dari arah

sudut seharusnya melakukan pengujian bidang panel.

Nilai MOR pada pengujian selanjutnya dibandingkan dengan nilai MOR

yang diperoleh dari persamaan Hankinson. Gambar 21 menunjukkan hubungan

antara nilai MOR pengujian dengan nilai MOR Hankinson, pada MOR Hankinson

diperoleh nilai MOR yang semakin menurun seiring dengan peningkatan sudut

core yang digunakan. Hal ini berbeda dengan hasil pengujian, nilai MOR terendah

ditunjukkan pada sudut core 45o, sehingga pendugaan nilai MOR Hankinson tidak

dapat diterapkan dalam penelitian ini.

0

50

100

150

200

250

300

350

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

MO

R (

kg

/cm

2)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

26

0

50

100

150

200

0 45 90

MO

R (

kg

/cm

2)


Nilai MOR

0.80 cm

MOR

Hankinson 0

50

100

150

200

0 45 90

MO

R (

kg

/cm

2)


Nilai MOR

1.00 cm

MOR

Hankinson

0

50

100

150

200

250

300

0 45 90

MO

R (

kg

/cm

2)


Nilai MOR

1.33 cm

MOR

Hankinson

Gambar 21 Hubungan nilai MOR pengujian dengan nilai MOR persamaan

Hankinson

Sudut 45o memiliki nilai yang relatif rendah dibandingkan sudut core

lainnya diduga dipengaruhi oleh jumlah bilah yang digunakan lebih banyak pada

masing-masing lapisan untuk membentuk sudut 45o dibandingkan dengan sudut

core lainnya. Sehingga lebih banyak terdapat perlemahan pada sudut core 45o.

Semakin tebal bilah yang digunakan, maka semakin meningkat nilai MOR pada

CLB, hal ini berhubungan dengan semakin berkurangnya jumlah garis rekat.

Jumlah garis rekat mempengaruhi nilai MOR CLB, hal ini disebabkan pada saat

pengujian maka akan semakin besar terjadinya pergeseran antar lapisan penyusun

CLB. Seperti halnya MOE, nilai pada MOR pun tidak memenuhi standar

minimum JAS 1152 (2007) yang mensyaratkan 300 kg/cm2.

3. Tekan Sejajar Serat Pengujian tekan sejajar serat dilakukan untuk memperoleh nilai kekuatan

tekan maksimum, dan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi

penggunaan kayu atau bambu sebagai bahan konstruksi. Berdasarkan hasil

pengujian nilai tekan sejajar serat CLB memiliki kisaran 168-434 kg/cm2, nilai

tertinggi terdapat pada tebal bilah 1.00 cm sudut 0o sebesar 434 kg/cm

2 dan nilai

terendah pada tebal bilah 0.80 cm sudut 45o sebesar 168 kg/cm

2. Pada faktor

ketebalan bilah yang memberikan nilai terbaik adalah tebal bilah 1.00 cm dan 0.80

cm, dan pada faktor sudut core yang memberikan nilai tekan sejajar serat terbaik

adalah sudut 0o. Pada Gambar 22 dapat dilihat bahwa nilai kekuatan tekan sejajar

serat semakin berkurang seiring dengan perubahan sudut core CLB.

27

Gambar 22 Kekuatan tekan sejajar serat cross laminated bamboo

Hasil analisis ragam (Lampiran 13) menunjukkan adanya interaksi pada

faktor tebal bilah dan faktor sudut yang memberikan pengaruh signifikan, hal ini

berarti terdapat pengaruh yang beragam pada tebal bilah dan sudut core yang

digunakan terhadap nilai tekan sejajar serat. Hubungan interaksi pada faktor

perlakuan tebal bilah dan orientasi sudut core (Gambar 23) selanjutnya dilakukan

uji lanjut Duncan, tebal bilah 0.80 cm sudut 0o berbeda nyata terhadap seluruh

kombinasi perlakuan kecuali pada tebal bilah 1.33 cm sudut 0o. Tebal bilah 0.80

cm sudut 45o dan 90

o berbeda nyata terhadap tebal bilah 0.80 cm sudut 0

o, tebal

bilah 1.00 cm sudut 0o dan tebal bilah 1.33 cm sudut 0

o dan 90

o. Tebal bilah 1.00

cm sudut 0o memiliki nilai tekan sejajar serat yang berbeda signifikan terhadap

seluruh kombinasi perlakuan tebal bilah dan sudut core. Tebal bilah 1.00 cm sudut

45o dan 90

o berbeda nyata terhadap tebal bilah 0.80 cm, 1.00 cm dan 1.33 cm

dengan sudut core 0o. Selanjutnya pada tebal bilah 1.33 cm sudut 0

o berbeda nyata

terhadap seluruh kombinasi perlakuan kecuali terhadap tebal bilah 0.80 cm sudut

0o. Tebal bilah 1.33 cm berbeda nyata terhadap tebal bilah 0.80 cm, 1.00 cm dan

1.33 cm dengan sudut 0o. Dan tebal bilah 1.33 cm sudut 90

o berbeda nyata

terhadap tebal bilah 0.80 cm sudut 0o, 45

o dan 90

o, tebal bilah 1.00 cm sudut 0

o

dan tebal bilah 1.33 cm dengan sudut 0o.

Gambar 23 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap tekan sejajar serat

cross laminated bamboo

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Tek

an

Sej

aja

r S

era

t (k

g/c

m2)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

0

100

200

300

400

500

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Tek

an

sej

aja

r se

ra

t (k

g/c

m2)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

28

Pengujian tekan sejajar serat apabila dilihat penampang contoh uji, maka

akan terdapat dua arah pembebanan yaitu untuk lapisan yang sejajar arah

pemberian beban akan menerima beban sejajar serat, sementara lapisan yang

membentuk sudut tertentu terhadap arah pembebanan akan mengalami beban

tegak lurus serat. Oleh sebab itu nilai tekan sejajar serat pada sudut core 0o

memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan sudut lainnya. Hasil penelitian

Supartini (2012) menunjukkan hasil yang sama dengan penelitian ini, yaitu

semakin banyak jumlah lapisan yang saling bersilangan maka akan menambah

nilai pembebanan tegak lurus serat sehingga terjadi penurunan pada nilai tekan

sejajar serat.

Nilai tekan sejajar serat CLB apabila dibandingkan dengan jenis produk

CLT kayu manii, akasia dan jabon memiliki nilai lebih tinggi, dimana dalam

penelitian Riana (2012) menjelaskan bahwa kekuatan tekan sejajar serat CLT

kayu jabon berada di bawah 245.13 kg/cm2, dan dalam penelitian Supartini (2012)

nilai kekuatan tekan sejajar serat CLT kayu manii, akasia dan jabon berada

dibawah nilai 238.56 kg/cm2.

4. Keteguhan Rekat Pengujian keteguhan rekat merupakan salah satu pengujian sifat mekanis

CLB dalam hal pengaruh perekat terhadap sambungan atau lapisan pada produk.

Keteguhan rekat pada standar JAS 1152 (2007) mensyaratkan nilai minimum

adalah 54 kg/cm2, hasil pengujian nilai keteguhan rekat CLB berkisar 6.23-32.29

kg/cm2

sehingga masih berada di bawah standar yang ditetapkan seperti yang

disajikan pada Gambar 24. Hal ini dapat menjelaskan nilai MOE dan MOR yang

tidak memenuhi persyaratan standar JAS 1152 (2007), yang ditunjukkan oleh

pengujian keteguhan rekat memiliki nilai yang rendah. Kecenderungan yang

diperoleh dari penelitian ini adalah semakin besarnya sudut core CLB nilai

keteguhan rekat semakin menurun.

Gambar 24 Keteguhan rekat cross laminated bamboo

Hasil analisis ragam (Lampiran 14) untuk keteguhan rekat menunjukkan

adanya interaksi antara sudut core dan tebal bilah yang digunakan. Tebal bilah

dan sudut core memberikan pengaruh nyata terhadap nilai keteguhan rekat,

sehingga dilakukan uji lanjut Duncan. Hasil uji lanjut Duncan memberikan hasil

bahwa tebal bilah 0.80 cm sudut 0o, 45

o dan 90

o berbeda nyata terhadap tebal

0

10

20

30

40

50

60

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

Ket

egu

ha

n R

eka

t (k

g/c

m2)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

29

bilah 1.00 cm sudut 0o dan tebal bilah 1.33 cm sudut 0

o. Tebal bilah 1.00 cm sudut

0o berbeda nyata terhadap keseluruhan kombinasi perlakuan kecuali terhadap tebal

bilah 1.33 cm sudut 0o. Tebal bilah 1.00 cm sudut 45

o berbeda nyata terhadap

tebal bilah 1.00 cm sudut 0o dan tebal bilah 1.33 cm sudut 90

o. Tebal bilah 1.00

cm sudut 90o berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.00 cm sudut 0

o dan tebal bilah

1.33 cm sudut 0o. Selanjutnya pada tebal bilah 1.33 cm sudut 0

o menunjukkan

nilai tekan sejajar serat berbeda nyata terhadap tebal bilah 0.80 cm sudut 0o, 45

o

dan 90o, tebal bilah 1.00 cm sudut 90

o dan tebal bilah 1.33 cm sudut 45

o dan 90

o.

Tebal bilah 1.33 cm sudut 45o berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.33cm sudut 0

o

dan tebal bilah 1.00 cm sudut 0o. Dan tebal bilah 1.33 cm sudut 90

o berbeda nyata

terhadap tebal bilah 1.00 cm sudut 0o dan 45

o serta tebal bilah 1.33 cm sudut 0

o.

Hasil interaksi ditunjukkan pada Gambar 25 dimana terdapat perpotongan titik

yang menunjukkan adanya interaksi pada faktor perlakuan.

Gambar 25 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap keteguhan rekat


Sudut 0o memberikan hasil keteguhan rekat yang lebih baik dibandingkan

dengan sudut 45o dan 90

o. Hal ini sejalan dengan penelitian Riana (2012) dan

Rilatupa et al. (2004), hal ini mungkin erat kaitannya terhadap arah serat yang

sejajar ataupun saling tegak lurus dengan memberikan pengaruh terhadap

perekatannya dimana orientasi sudut core 0o memiliki tahanan yang lebih baik

dalam hal pengujian keteguhan rekat.

Kekakuan dan Kekuatan Bidang Panel Cross Laminated Bamboo

Kekakuan lentur dan keteguhan patah CLB dengan melakukan pengujian

dalam bentuk bidang panel dilakukan untuk melihat pemanfaatan CLB sebagai

panel dinding maupun lantai. Nilai MOE dan MOR panel CLB memberikan hasil

yang lebih rendah apabila dibandingkan dengan pengujian MOE dan MOR yang

telah lazim dilakukan. Nilai MOE dan MOR bidang panel selengkapnya dapat

dilihat pada Lampiran 4.

Hasil pengujian terhadap MOE bidang panel memberikan hasil berkisar

antara 120-936 kg/cm2. Pada Gambar 26 menunjukkan hubungan antara perlakuan

tebal bilah dan sudut core CLB, kecenderungan nilai MOE bidang panel terlihat

CLB yang menggunakan sudut core 0o memiliki nilai MOE yang lebih rendah,

0

5

10

15

20

25

30

35

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cmKet

egu

ha

n r

eka

t (k

g/c

m2)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

30

kemudian meningkat pada sudut core 45o hingga mencapai nilai MOE tertinggi

pada sudut core 90o. Dengan demikian hasil terbaik ditunjukkan pada CLB sudut

core 90o. Berdasarkan hasil uji analisis sidik ragam (Lampiran 15) terhadap faktor

perlakuan menunjukkan adanya interaksi yang nyata antara kedua faktor tersebut.

Gambar 26 Kekakuan lentur bidang panel cross laminated bamboo

Hubungan interaksi antara faktor perlakuan ditunjukkan pada Gambar 27,

untuk melihat pengaruh lebih lanjut dari interaksi perlakuan perlu dilakukan uji

lanjut Duncan. Nilai MOE bidang panel pada tebal bilah 0.80 cm sudut 0o, 45

o

dan 90o berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.00 cm sudut 90

o dan tebal bilah 1.33

cm sudut 90o. Tebal bilah 1.00 cm sudut 0

o berbeda nyata terhadap tebal bilah

1.00 cm sudut 45o dan 90

o serta tebal bilah 1.33 cm sudut 90

o. Tebal bilah 1.00 cm

sudut 45o berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.00 cm sudut 0

o dan 90

o, tebal bilah

1.33 cm sudut 0o, 45

o dan 90

o. Tebal bilah 1.00 cm sudut 90

o berbeda nyata

terhadap keseleruhan kombinasi perlakuan. Tebal bilah 1.33 cm sudut 0o dan 45

o

berbeda nyata terhadap tebal bilah 1.00 cm sudut 45o dan 90

o, tebal bilah 1.33 cm

sudut 90o. tebal bilah 1.33 cm sudut 90

o berbeda nyata terhadap keseluruhan

kombinasi perlakuan CLB.

Gambar 27 Interaksi antara tebal bilah dan sudut core terhadap MOE bidang panel


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

MO

E p

an

el (

kg

/cm

2)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

MO

E b

ida

ng

pa

nel

(k

g/c

m2

)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

31

Penggunaan sudut core 90o ternyata memberikan pengaruh nyata terhadap

nilai MOE, sedangkan sudut core 45o dan 0

o tidak memberikan pengaruh yang

signifikan. Nilai MOE bidang panel semakin meningkat pada CLB dengan tebal

bilah 1.00 cm dan 1.33 cm dengan sudut core 90o. Hal ini berkaitan dengan

jumlah garis rekat yang semakin berkurang sehingga mengurangi perlemahan

pada CLB, serta adanya arah serat yang saling bersilangan pada panel

memberikan pengaruh pada nilai MOE CLB menjadi semakin meningkat.

Keteguhan patah (MOR) bidang panel dihitung dengan menggunakan rumus

yang sama dengan perhitungan MOR, hanya saja akan ada dampak akibat

perbedaan panjang span dan lebar contoh uji yang membuat MOR bidang panel

memiliki nilai yang lebih rendah. MOR bidang panel memiliki kisaran nilai 0.7-

63.02 kg/cm2 (Gambar 28), nilai keteguhan patah pada CLB mengalami

peningkatan dari sudut core 0o hingga sudut core 90

o. Berdasarkan hasil uji

statistika hanya faktor perlakuan sudut yang memberikan pengaruh signifikan,

sudut core 90o berbeda nyata terhadap sudut core 45

o dan sudut 0

o. Fenomena ini

dapat dijelaskan melalui orientasi serat dari setiap lapisan CLB, yang

menunjukkan pada CLB yang saling bersilangan arah seratnya memberikan hasil

MOR yang tinggi, demikian sebaliknya, arah serat setiap lapisan CLB yang saling

sejajar memberikan nilai MOR yang lebih kecil.

Gambar 28 Keteguhan patah bidang panel cross laminated bamboo

Perbedaan nilai MOR bidang panel yang besar antara sudut core disebabkan

oleh pembebanan yang diberikan dipengaruhi oleh sisi terlemah dari bidang panel

tersebut. Pada CLB dengan sudut core 0o titik terlemah terdapat pada rekatan antar

bilah sehingga CLB tidak mampu menahan beban yang besar dibandingkan

dengan sudut core 45o dan 90

o.

Nilai MOE dan MOR bidang panel memiliki nilai yang sangat kecil

dipengaruhi oleh pengujian yang menggunakan tumpuan pada empat titik saja,

sedangkan dalam pemakaiannya panel diberi rangka diseluruh sisi untuk

memperkuat sebuah panel. Selain itu adanya pengaruh dari arah defleksi terlemah

juga menentukan seberapa besar kekuatan dari sebuah panel tersebut.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0.80 cm 1.00 cm 1.33 cm

MO

R P

an

el (

kg

/cm

2)

Perlakuan

sudut 0

sudut 45

sudut 90

32

4 SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Sifat-sifat yang dimiliki oleh Cross Laminated Bamboo terutama

delaminasi, kekuatan lentur, keteguhan patah dan keteguhan rekat belum

memenuhi syarat standar JAS 1152 (2007), akan tetapi untuk tekan sejajar serat

dari CLB apabila dibandingkan dengan CLT dari kayu solid dengan nilai 245

kg/cm2 memiliki nilai pengujian yang lebih tinggi yaitu 434 kg/cm

2. Pada

pengujian bidang panel terjadi peningkatan nilai MOE dan MOR seiring dengan

peningkatan sudut core. Terdapat kestabilan dimensi yang lebih baik seiring

dengan peningkatan sudut core yang digunakan. Keteguhan rekat yang rendah

memberikan pengaruh pada kekuatan CLB yang dihasilkan.

Saran

Penggunaan CLB ini masih terbatas sebagai dinding tanpa harus menerima

beban yang berarti, akibat pengaruh dari keteguhan rekat CLB yang masih belum

memenuhi standar. Cross Laminated Bamboo yang dihasilkan pada penelitian ini

memiliki sifat fisis mekanis yang dirasa perlu dilakukan peningkatan mutu baik

terhadap bambu sebagai bahan baku maupun proses pengerjaannya.

33

DAFTAR PUSTAKA

Anwar UMK, Paridah MT, Hamdan H, Zaidon A, Hanim AR, Nordahlia AS.

2012. Adhesion and bonding properties of low molecular weight phenol

formaldehyde-treated plybamboo. Journal of tropical forest science. 24 (3):

379-386.

[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2008. Annual Book of

ASTM Standards Volume 04.10, Construction. D143-94 (2008). Standard

Test Methods for Small Clear Specimen of Timber. USA.

Bahtiar ET, Nugroho N, Carolina A, Maulana AC. 2012. Measuring

carbondioxide sink of betung bamboo (dendrocalamus asper (schult f.)

backer ex heyne) by sinusoidal curve fitting on its daily photosynthesis light

response. Journal of Agricultural Science and Technology. 2(7B): 780-788.

Bahtiar ET, Nugroho N, Surjokusumo S, Karlinasari L. 2013. Eccentricity effect

on bamboos flexural properties. Journal of Biological Sciences. 13(2): 82-87. doi: 10.3923/jbs.2013.82.87.

Bowyer JL, Shmulssky R, and Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood

Science. An Introduction, Fourth Edition. Iowa (US): Oowa State Press, A

Blackwell Publishing Company.

Brown HP, Panshin AJ, and Forsaith CC. 1952. Text Book of Wood Technology.

Vol. II. New York (US): Mc Graw Hill Book Company.

Chaowana P. 2013. Bamboo: An alternative raw material for wood and wood-

based composites. Journal of Materials Science Research. 2(2): 90-102.

Departemen Kehutanan dan Perkebunan. 1999. Panduan Kehutanan Indonesia.

Koperasi Karyawan Departemen Kehutanan dan Perkebunan, Jakarta.

Dinwoodie JM. 1981. Timber Its Structure, Properties and Utilisation. Oregon

(US): Timber Press.

[FAO] Food and Agriculture Organization of United Nations. 2012. Forestry

Statistics [diacu 2014 Juni 9]. Tersedia dari: faostat.fao.org.

Febrianto F, Sahroni, Hidayat W, Bakar ES, Kwon GJ, Kwon JH, Hong SI, Kim

NH. 2012. Properties of oriented strand board made from betung bamboo

(Dendrocalamus asper (Schultes.f) Backerex Heyne). Wood Science and

Technology.46: 53-62. http://dx.doi.org/10.1007/s00226-010-0385-8.

FPInnovations. 2013. Cross Laminated Timber Handbook. Karacabeyli E,

Douglas B, editor. Pointe-Claire, QC. Special Edition SP-529E.

Herawati E. 2007. Karakteristik Balok Laminasi dari Kayu Cepat Tumbuh

Berdiameter Kecil. [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

[JPIC] Japan Plywood Inspection Corporation. 2007. Japanese Agricultural

Standard for Glued Laminated Timber. Tokyo.

Jiang Z, Chen F, Wang G, Liu X, Shi SQ, Cheng H. 2012. The circumferential

mechanical properties of bamboo with uniaxial and biaxial compression

tests. Bioresources. 7(4):4806-4816.

34

Li X. 2004. Physical, Chemical, and Mechanical Properties of Bamboo and Its

Utilization Potential for Fiberboard Manufacturing. [tesis]. China (CN):

Beijing Forestry University.

Lee, AWC, Bai X, Peralta PN. 1996. Physical and mechanical properties of

strandboard made from moso bamboo. Forest Product Journal. 46(11/12):

84-88.

Lobovikov M, Paudel S, Piazza M, Ren H, Wu J. 2007. World Bamboo Resources

A Thematic Study Prepared in the Framework of the Global Forest Resources Assessment 2005. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.

Malanit P, Barbu MC, Liese W, Frhwald A. 2008. Macroscopic aspects and

physical properties of Dendrocalamus asper Backer for composite panels.

Journal of Bamboo and Rattan. 7(3-4):151-163.

Malanit P, Barbu MC, Frhwald A. 2011. Physical and mechanical properties of

oriented strand lumber made from an Asian bamboo (Dendrocalamus asper

Backer). European Journal of Wood and Wood Products. 69:27-36.

http://dx.doi.org/10.1007/s00107-009-0394-1.

Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2000. Perancangan Percobaan Dengan Aplikasi

SAS dan Minitab Jilid I. Bogor (ID): IPB Press.

Nath AJ, Franklin DC, Lawes MJ, Das MC, Das AK. 2012. Impact of Culm

Harvest on Seed Production in a Monocarpic Bamboo.Biotropica. 44(5):

699704.

Nugroho N. 2000. Development of Processing Methods for Bamboo Composite

Materials and Its Structural Performance. [disertation]. Tokyo (JP): Tokyo

University.

Nugroho N, Ando N. 2001. Development of structural composite products made

from bamboo II: fundamental properties of laminated bamboo lumber.

Journal of Wood Science. 47(3):237-242.

Riana A. 2012. Karakteristik cross laminated timber kayu jabon berdasarkan

ketebalan dan orientasi sudut lamina [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian

Bogor.

Rilatupa J, Surjono S, Nandika D. 2004. Keandalan Papan Lapis dari Kayu Damar

(Agathis loranthifolia Salisb.) Terpadatkan sebagai Pelat Buhul pada

Arsitektur Konstruksi Atap Kayu. Jurnal Ilmu & Teknologi Kayu Tropis.

2(1). Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia.

Sakaray H, Togati NVVK, Reddy IVR. 2012. Investigation on Properties of

Bamboo as Reinforcing Material in Concrete.International Journal of

Engineering Research and Applications (IJERA). 2: 077-083.

Sulastiningsih IM, Nurwati, Sutigno P. 1996. Pengaruh jumlah lapisan terhadap

sifat bambu lamina. Buletin Penelitian Hasil Hutan. 14(9): 366-373.

Sulastiningsih IM, Santoso A and Yuwono T. 1998. Effect of position along the

culm and number of preservative brushing on physical and mechanical

35

properties of laminated bamboo. Proceedings Pacific Rim Bio-Based

Composites Symposium. November 2-5 1998: 106 113. Bogor, Indonesia.

Sulastiningsih IM, Nurwati, Santoso A. 2005. Pengaruh lapisan kayu terhadap

sifat bambu lamina. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 23(1): 15-22.

Sumardi I, Kojima Y, Suzuki S. 2008. Effects of strand length and layer structure

on some properties ofstrandboard made from bamboo. Journal of Wood

Science. 54: 128-133.http://dx.doi.org/10.1007/s10086-007-0927-3.

Supartini. 2012. Karakteristik cross laminated timber dari kayu cepat tumbuh

dengan jumlah lapisan yang berbeda [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian

Bogor.

Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood: Structure, Properties,

Utilazation. New York (US: Van Nostrand Reinhold.

Ulfah D. 2006. Analisis Sifat Fisika Bambu Apus (Gigantochloa Apus Kurz)

Berdasarkan Posisi di Sepanjang Batang. Jurnal Hutan Tropis Borneo.

7(19): 144-149.

Van der Lugt P, Van den Dobbelsteen AAJF, Janssen JJA. 2006. An

environmental, economic and practical assessment of bamboo as a building

material for supporting structures. Construction and Building Materials. 20:

648-656.

Van der Lugt P, Vogtlnder JG, Van der Vegte JH, Brezet JC. 2012. Life Cycle

Assessment and Carbon Sequestration; the Environmental Impact of

Industrial Bamboo Products. Proceedings 9th World Bamboo Congress,

Antwerp, Belgium.

Verma CS, Chariar VM. 2012. Stiffness and strength analysis of four layered

laminate bamboo

cross laminated bamboo.pdf

Documents